DE102012212690A1 - Signal processing device, radar device and signal processing method - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Signalverarbeitungseinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, einen Winkel eines Detektionspunkts, der einem Objekt entspricht, auf der Basis von Empfangssignalen einer Vielzahl von Arrayantennen zu berechnen. Ein Schwebungssignal wird anhand einer Differenz zwischen einem Sendesignal und einem Empfangssignal erzeugt. Digitaldaten werden durch eine A/D-Umwandlung des Schwebungssignals abgeleitet. Die Digitaldaten werden in eine Vielzahl von Datengruppen aufgeteilt. Eine schnelle Fourier-Transformation wird an den Datengruppen durchgeführt, um eine Vielzahl von Transformationsdaten zu erfassen, die der Anzahl von Datengruppen entsprechen. Die Transformationsdaten werden in eine Vielzahl von Sätzen aufgeteilt, Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze werden aufgenommen, und ein Mittelwert der Korrelationsmatrizen wird berechnet. Der Winkel des Detektionspunkts wird auf der Basis des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen berechnet.There is provided a signal processing means configured to calculate an angle of a detection point corresponding to an object on the basis of reception signals of a plurality of array antennas. A beat signal is generated based on a difference between a transmission signal and a reception signal. Digital data is derived by A / D conversion of the beat signal. The digital data is divided into a plurality of data groups. A fast Fourier transform is performed on the data groups to acquire a variety of transformation data corresponding to the number of data groups. The transformation data is divided into a plurality of sets, correlation matrices for the respective sets are acquired, and an average value of the correlation matrices is calculated. The angle of the detection point is calculated on the basis of the mean value of the correlation matrices.

Description

Die Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-167859 , eingereicht am 30. Juli 2011, einschließlich Beschreibung, Zeichnungen und Patentansprüchen, ist hiermit in ihrer Gesamtheit zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht.The disclosure of Japanese Patent Application No. 2011-167859 , filed on Jul. 30, 2011, including specification, drawings and claims, is hereby made in its entirety the subject of the present invention.

TECHNISCHES SACHGEBIETTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Erfindung betrifft die Signalverarbeitung bei der Objektdetektion.The present invention relates to signal processing in object detection.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Es gibt eine Radareinrichtung, die Reflexionswellen empfängt, welche durch Reflexion von Sendewellen von einem Objekt erhalten werden. Die Radareinrichtung, die die Reflexionswellen empfangen hat, erzeugt ein Schwebungssignal, das eine Differenz zwischen einem Sendesignal, welches den Sendewellen entspricht, und einem Empfangssignal, das den Empfangswellen entspricht, darstellt. Eine Signalverarbeitungseinrichtung der Radareinrichtung führt eine schnelle Fourier-Transformation des Schwebungssignals durch, um Transformationsdaten abzuleiten. Ferner leitet die Signalverarbeitungseinrichtung ein Signal mit einem Pegel ab, der einen vorbestimmten Schwellwert (hier als ”Spitzensignal” bezeichnet) in den Transformationsdaten übersteigt in einer ersten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals steigt, und in einer zweiten Periode, in der die Frequenz sinkt, und berechnet eine Position eines zu dem Objekt gehörenden Detektionspunkts durch Berechnen des abgeleiteten Spitzensignals.There is a radar device which receives reflection waves obtained by reflection of transmission waves from an object. The radar device that has received the reflection waves generates a beat signal representing a difference between a transmission signal corresponding to the transmission waves and a reception signal corresponding to the reception waves. A signal processor of the radar performs a fast Fourier transform of the beat signal to derive transformation data. Further, the signal processing means derives a signal having a level exceeding a predetermined threshold (herein referred to as "peak signal") in the transformation data in a first period in which the frequency of the transmission signal increases, and in a second period in which the frequency decreases, and calculates a position of a detection point associated with the object by calculating the derived peak signal.

Andererseits wird in dem Fall, in dem die Radareinrichtung mit einer Vielzahl von Arrayantennen versehen ist, einer der Algorithmen DBF (Digital Beam Forming = digitale Strahlformung), PRISM (Propagator method based on an Improved Spatial-smoothing Matrix = Propagatorverfahren auf der Basis einer verbesserten Raumglättungs-Matrix), MUSIC (Multiple Signal Classification = Klassifizierung von Mehrfach-Signalen) und ESPRIT (Estimation of Signal Parametes via Rotational Invariance Techniques = Schätzung von Signalparametern mittels Rotationsinvarianztechniken) zum Berechnen eines Winkels des Detektionspunkts verwendet. Zum Beispiel kann im Falle der Verwendung von ESPRIT aus den oben genannten Algorithmen eine Raumglättungs-Vorverarbeitung zum Ableiten einer Korrelationsmatrix angewendet werden, die zum Berechnen des Winkels eines Detektionspunkts verwendet wird.On the other hand, in the case where the radar device is provided with a plurality of array antennas, one of the algorithms DBF (Digital Beam Forming), PRISM (Propagator method based on Improved Spatial-smoothing Matrix = Propagator method based on an improved Space Smoothing Matrix), MUSIC (Multiple Signal Classification) and ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques) to calculate an angle of the detection point. For example, in the case of using ESPRIT from the above algorithms, space smoothing preprocessing may be applied to derive a correlation matrix used to calculate the angle of a detection point.

Die Raumglättungs-Vorverarbeitung ist ein Prozess zum Ableiten idealer Signalkomponenten, die gewünschten Wellen entsprechen, durch Reduzieren von sich gegenseitig störenden Komponenten von Empfangssignalen durch Erzeugen einer Vielzahl von Korrelationsmatrizen mittels eines Teilarrays, das eine Kombination aus einer vorbestimmten Anzahl von Antennen aus einer Vielzahl von Arrayantennen ist, und Ableiten eines Mittelwerts der Korrelationsmatrizen durch Addition der Korrelationsmatrizen. Das heißt, dass durch Addieren der Korrelationsmatrizen auf der Basis der Transformationsdaten, die durch Durchführen der schnellen Fourier-Transformation der von den Empfangsantennen empfangenen Signale erfasst worden sind, ein Mittelwert der Korrelationsmatrizen abgeleitet wird, und somit werden Signale mit einem reduzierten Einfluss der sich gegenseitig störenden Komponenten abgeleitet.Space smoothing preprocessing is a process of deriving ideal signal components corresponding to desired waves by reducing mutually interfering components of received signals by generating a plurality of correlation matrices using a sub-array comprising a combination of a predetermined number of antennas from a plurality of array antennas and deriving an average of the correlation matrices by adding the correlation matrices. That is, by adding the correlation matrices on the basis of the transformation data acquired by performing the fast Fourier transform of the signals received by the receiving antennas, an average of the correlation matrices is derived, and thus signals having a reduced influence of each other Derived disturbing components.

Ferner wird in dem Fall, in dem die erste Periode, in der die Frequenz des Sendesignals steigt, und die zweite Periode, in der die Frequenz sinkt, eine Periode des Sendesignals bilden, die Anzahl von Korrelationsmatrizen, die im Verhältnis zu der Erhöhung der Anzahl von kontinuierlichen Perioden der Sendesignale erzeugt werden, erhöht, und die Anzahl von Korrelationsmatrizen, die zum Raumglättungs-Vorverarbeiten verwendet werden, wird ebenfalls erhöht. Ferner wird bei größer werdender Anzahl von Korrelationsmatrizen, die bei der Raumglättungs-Verarbeitung verwendet werden, die Verringerungsrate der sich gegenseitig störenden Komponenten des Empfangssignals ebenfalls größer. Entsprechend ist es vorteilhaft, die Korrelationsmatrizen durch Vergrößern der Anzahl von kontinuierlichen Perioden auf eine so hohe Anzahl wie möglich zu erzeugen. Das heißt, dass durch Erhöhen der kontinuierlichen Ausgabezeit der Sendewellen, die dem Sendesignal entsprechen, die Korrelationsmatrizen in jeder Periode des Sendesignals erzeugt werden, und der Mittelwert der Korrelationsmatrizen wird durch Addition sämtlicher Korrelationsmatrizen abgeleitet. Entsprechend werden die sich gegenseitig störenden Komponenten des Empfangssignals in großem Maße reduziert, und somit wird es möglich, jeweilige Winkel einer Vielzahl von zu dem Objekt gehörenden Detektionspunkten mit hoher Genauigkeit exakt abzuleiten. Andererseits ist Patentschrift 1 eine Schrift, in der die Technologie gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben ist.
Patentschrift 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-025928 Further, in the case where the first period in which the frequency of the transmission signal rises and the second period in which the frequency decreases form one period of the transmission signal, the number of correlation matrices relative to the increase of the number of continuous periods of the transmission signals is increased, and the number of correlation matrices used for space smoothing preprocessing is also increased. Further, as the number of correlation matrices used in the space smoothing processing increases, the reduction rate of the interfering components of the reception signal also becomes larger. Accordingly, it is advantageous to generate the correlation matrices by increasing the number of continuous periods to as many as possible. That is, by increasing the continuous output time of the transmission waves corresponding to the transmission signal, the correlation matrices are generated in each period of the transmission signal, and the mean value of the correlation matrices is derived by adding all the correlation matrices. Accordingly, the mutually interfering components of the received signal are largely reduced, and thus it becomes possible to exactly derive respective angles of a plurality of detection points belonging to the object with high accuracy. On the other hand, Patent Literature 1 is a document describing the technology according to the present invention.
Patent document 1: Japanese Laid-Open Publication No. 2010-025928

Wenn jedoch die Zeit, während der eine Radareinrichtung aus 1 kontinuierlich die Sendewellen sendet, erhöht wird, vergrößert sich die Möglichkeit, dass eine andere Radareinrichtung zumindest eine der Sendewellen und der Reflexionswellen von der Radareinrichtung aus 1 empfängt. In diesem Fall kann eine andere Radareinrichtung inkorrekte Detektionspunkte detektieren.However, when the time during which a radar device of FIG. 1 continuously transmits the transmission waves is increased, the possibility that another radar device receives at least one of the transmission waves and the reflection waves from the radar device 1 increases. In this case, another radar device may detect incorrect detection points.

Ferner wird, da die Zeit, während der die Radareinrichtung kontinuierlich die Sendewellen sendet, erhöht wird, der Betrag an Wärme, die innerhalb der Radareinrichtung erzeugt wird, vergrößert. Aufgrund dessen wird die Belastung der Komponenten, die die Radareinrichtung bilden, größer. Entsprechend ist es erforderlich, die Zeit, während der die Sendewellen kontinuierlich ausgegeben werden, so stark wie möglich zu verkürzen, das heißt, die Anzahl von Perioden zu verringern, in denen das Sendesignal kontinuierlich ist. Wenn jedoch die Zeit, während der die Sendewellen kontinuierlich ausgegeben werden, verkürzt wird, wird die Anzahl von Korrelationsmatrizen, die bei der Raumglättungs-Vorverarbeitung verwendet werden, reduziert, und somit können die Winkel der Detektonspunkte nicht genau abgeleitet werden.Further, since the time during which the radar device continuously transmits the transmission waves increases, the amount of heat generated within the radar device increases. Due to this, the load of the components constituting the radar device becomes larger. Accordingly, it is necessary to shorten the time during which the transmission waves are continuously outputted as much as possible, that is, to reduce the number of periods in which the transmission signal is continuous. However, if the time during which the transmission waves are continuously outputted is shortened, the number of correlation matrices used in the space smoothing preprocessing is reduced, and thus the angles of the detection points can not be accurately derived.

ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICKSUMMARY OVERVIEW

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit bei der Detektierung des Winkels eines Objekts durch Verkürzen des Ausgabezeit der Sendewellen zu verbessern.The present invention is therefore based on the object to improve the accuracy in detecting the angle of an object by shortening the output time of the transmission waves.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Signalverarbeitungseinrichtung bereitgestellt, die dazu ausgebildet ist, einen Winkel eines Detektionspunkts, der einem Objekt entspricht, auf der Basis von Empfangssignalen einer Vielzahl von Arrayantennen zu berechnen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung aufweist: eine Erzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Schwebungssignal anhand einer Differenz zwischen einem Sendesignal mit einer Frequenz, die in einer vorbestimmten Periode verändert wird, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen von Reflexionswellen von Sendewellen erhalten wird, auf der Basis des Sendesignals an dem Detektionspunkt zu erzeugen; eine Ableitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, Digitaldaten durch eine A/D-Umwandlung des Schwebungssignals abzuleiten; eine Aufteilungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Digitaldaten in eine Vielzahl von Datengruppen aufzuteilen; eine Erfassungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine schnelle Fourier-Transformation an den Datengruppen durchzuführen, um eine Vielzahl von Transformationsdaten zu erfassen, die der Anzahl der Datengruppen entsprechen; eine erste Berechnungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Transformationsdaten in eine Vielzahl von Sätzen aufzuteilen, Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze aufzunehmen und einen Mittelwert der Korrelationsmatrizen zu berechnen; und eine zweite Berechnungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Winkel des Detektionspunkts auf der Basis des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen zu berechnen.In order to achieve the above object, according to a first aspect of the embodiments of the present invention, there is provided a signal processing means configured to calculate an angle of a detection point corresponding to an object based on reception signals of a plurality of array antennas, the signal processing means comprising: a generating unit configured to generate a beat signal based on a difference between a transmission signal having a frequency changed in a predetermined period and a reception signal obtained by receiving reflection waves from transmission waves, based on the transmission signal to generate the detection point; a deriving unit configured to derive digital data by A / D conversion of the beat signal; a partitioning unit configured to divide the digital data into a plurality of data groups; a detection unit configured to perform a fast Fourier transform on the data groups to detect a plurality of transformation data corresponding to the number of data groups; a first calculation unit configured to divide the transformation data into a plurality of sets, to acquire correlation matrices for the respective sets, and to calculate an average of the correlation matrices; and a second calculation unit configured to calculate the angle of the detection point based on the mean value of the correlation matrices.

Die Aufteilungseinheit kann die Digitaldaten in die Datengruppen für eine vorbestimmte Anzahl von Daten aufteilen.The partitioning unit may divide the digital data into the data groups for a predetermined number of dates.

Die Aufteilungseinheit kann die Digitaldaten in einer ersten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals steigt, und in einer zweiten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals sinkt, aufteilen.The division unit may divide the digital data in a first period in which the frequency of the transmission signal increases and in a second period in which the frequency of the transmission signal decreases.

Nach einem zweiten Aspekt der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Radareinrichtung bereitgestellt, die aufweist: die oben beschriebene Signalverarbeitungseinrichtung; eine Sendeeinheit, die dazu ausgebildet ist, die Sendewellen zu senden; eine Empfangseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Reflexionswellen zu empfangen; und eine Ausgabeeinheit, die dazu ausgebildet ist, Informationen bezüglich des von der Signalverarbeitungseinrichtung detektierten Detektionspunkts zu einer Fahrzeugsteuereinrichtung, die jeweilige Teile eines Fahrzeugs steuert, auszugeben.According to a second aspect of the embodiments of the present invention, there is provided a radar apparatus comprising: the signal processing means described above; a transmitting unit configured to transmit the transmission waves; a receiving unit configured to receive the reflection waves; and an output unit configured to output information regarding the detection point detected by the signal processing device to a vehicle control device that controls respective parts of a vehicle.

Nach einem dritten Aspekt der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Signalverarbeitungsverfahren vorgesehen zum Berechnen eines Winkels eines Detektionspunkts, der einem Objekt entspricht, auf der Basis von Empfangssignalen einer Vielzahl von Arrayantennen, wobei das Signalverarbeitungsverfahren umfasst: Erzeugen eines Schwebungssignals anhand einer Differenz zwischen einem Sendesignal mit einer Frequenz, die in einer vorbestimmten Periode verändert wird, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen von Reflexionswellen von Sendewellen empfangen wird, auf der Basis des Sendesignals an dem Detektionspunkt; Ableiten von Digitaldaten durch eine A/D-Umwandlung des Schwebungssignals; Aufteilen der Digitaldaten in eine Vielzahl von Datengruppen; Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation an den Datengruppen, um eine Vielzahl von Transformationsdaten zu erfassen, die der Anzahl der Datengruppen entsprechen; Aufteilen der Transformationsdaten in eine Vielzahl von Sätzen, Aufnehmen von Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze und Berechnen eines Mittelwerts der Korrelationsmatrizen; und Berechnen des Winkels des Detektionspunkts auf der Basis des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen.According to a third aspect of the embodiments of the present invention, there is provided a signal processing method for calculating an angle of a detection point corresponding to an object based on reception signals of a plurality of array antennas, the signal processing method comprising: generating a beat signal based on a difference between a transmission signal a frequency that is changed in a predetermined period and a reception signal that is received by receiving reflection waves of transmission waves based on the transmission signal at the detection point; Deriving digital data by A / D conversion of the beat signal; Dividing the digital data into a plurality of data groups; Performing a fast Fourier transform on the data groups to acquire a plurality of transformation data corresponding to the number of data groups; Dividing the transformation data into a plurality of sets, taking correlation matrices for the respective sets, and calculating an average of the correlation matrices; and calculating the angle of the detection point based on the mean value of the correlation matrices.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Erhöhen der Anzahl von Transformationsdaten durch Aufteilen der Digitaldaten in die Datengruppen verhindert, dass die Anzahl von Transformationsdaten reduziert wird, selbst wenn die Sendezeit der Sendewellen reduziert wird, und es ist somit möglich, die Winkel der Objekte, die den Detektionspunkten entsprechen, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.According to the present invention, by increasing the number of transformation data by dividing the digital data into the data groups, the number of transformation data is prevented from being reduced even if the transmission time of the transmission waves is reduced, and thus it is possible to control the angles of the objects having the Detection points correspond to detect with high accuracy.

Ferner können gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Aufteilungsvorrichtung die Digitaldaten in die Datengruppen für die vorbestimmte Anzahl von Daten aufteilt, die Datengruppen mit der gleichen Anzahl von Digitaldaten erhalten werden, und es ist somit möglich, die Winkel der Objekte, die den Detektionspunkten entsprechen, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.Further, according to the present invention, since the partitioning device divides the digital data into the data groups for the predetermined number of data, the data groups having the same number of digital data can be obtained, and it is thus possible to obtain the angles of the objects corresponding to the detection points. detect with high accuracy.

Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Aufteilungsvorrichtung die Aufteilung in der ersten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals steigt, und in der zweiten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals sinkt, durchführt, die Anzahl von Datengruppen in der ersten Periode und in der zweiten Periode erhöht werden, und es ist somit möglich, die Winkel der Objekte, die den Detektionspunkten entsprechen, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.Further, according to the present invention, since the dividing device performs the division in the first period in which the frequency of the transmission signal increases and in the second period in which the frequency of the transmission signal decreases, the number of data groups in the first period and in the second period, and it is thus possible to detect the angles of the objects corresponding to the detection points with high accuracy.

Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch Ausgeben der Informationen bezüglich der von der Signalverarbeitungseinrichtung detektierten Detektionspunkte zu der Fahrzeugsteuereinrichtung, die die jeweiligen Teile des Fahrzeugs steuert, die Fahrzeugsteuerung, die den Positionen der Objekte entspricht, welche den Detektionspunkten entsprechen, durchgeführt werden.Further, according to the present invention, by outputting the information regarding the detection points detected by the signal processing means to the vehicle control device controlling the respective parts of the vehicle, the vehicle control corresponding to the positions of the objects corresponding to the detection points can be performed.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

1 ein Blockschaltbild einer Radareinrichtung. 1 a block diagram of a radar device.

2 eine grafische Darstellung von Signalen des FM-CW-Typs. 2 a graphic representation of signals of the FM-CW type.

3 eine grafische Darstellung, die die Winkelberechnung in einer Signalverarbeitungseinrichtung genauer zeigt. 3 a graph showing the angle calculation in a signal processing device in more detail.

4 eine grafische Darstellung, die die Transformationsdaten in einer AUF-Periode genauer zeigt. 4 a graph showing in more detail the transformation data in an ON period.

5 eine grafische Darstellung, die die Transformationsdaten in einer AB-Periode genauer zeigt. 5 a graph showing in more detail the transformation data in an AB period.

6 eine grafische Darstellung, die ein Winkelspektrum an Detektionspunkten eines Objekts zeigt. 6 a graphical representation showing an angle spectrum at detection points of an object.

7 ein Ablaufdiagramm eines von einer Radareinrichtung durchgeführten Prozesses. 7 a flowchart of a process performed by a radar device.

8 ein Ablaufdiagramm eines von einer Radareinrichtung durchgeführten Prozesses. 8th a flowchart of a process performed by a radar device.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind Ausführungsbeispiele, und der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are embodiments, and the technical scope of the present invention is not limited thereto.

<Erste Ausführungsform><First Embodiment>

<1. Blockschaltbild><First Block diagram>

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Radareinrichtung 1. Die Radareinrichtung 1 detektiert zu einem Objekt gehörende Detektionspunkte, wie z. B. ein anderes Fahrzeug in der Nähe eines Fahrzeugs. Das Ergebnis der Detektion der Detektionspunkte wird an eine Fahrzeugsteuereinrichtung 2 gesendet, die Steuersignale an jeweilige Teile des Fahrzeugs, welche zum Steuern des Fahrzeugs verwendet werden, ausgibt, wie z. B. Einstellen einer Gaspedalposition und Straffziehen eines von einem Fahrzeugbesitzer angelegten Sicherheitsgurts. 1 shows a block diagram of a radar device 1 , The radar device 1 detects detection points associated with an object, such as B. another vehicle near a vehicle. The result of detection of the detection points is sent to a vehicle controller 2 transmitted, the control signals to respective parts of the vehicle, which are used to control the vehicle outputs, such. B. adjusting an accelerator pedal position and tightening a seat belt applied by a vehicle owner.

Die Radareinrichtung 1 weist hauptsächlich eine Signalverarbeitungseinrichtung 10, eine Signalerzeugungseinheit 11, einen Oszillator 12, eine Sendeantenne 13, eine Empfangsantenne 14, einen Mischer 15 und einen A/D-(Analog/Digital-)Wandler 16 auf.The radar device 1 mainly comprises a signal processing device 10 , a signal generation unit 11 , an oscillator 12 , a transmitting antenna 13 , a receiving antenna 14 , a mixer 15 and an A / D (analog-to-digital) converter 16 on.

Die Signalverarbeitungseinrichtung 10 detektiert eine Position eines zu einem Objekt gehörenden Detektionspunkts auf der Basis eines Empfangssignals, das von der Radareinrichtung 1 empfangen wird. Die genaue Verarbeitung durch die Signalverarbeitungseinrichtung 10 wird später beschrieben.The signal processing device 10 detects a position of a detection point associated with an object on the basis of a reception signal received from the radar device 1 Will be received. The exact processing by the signal processing device 10 will be described later.

Die Signalerzeugungseinheit 11 erzeugt ein Modulationssignal, dessen Spannung in Form einer Dreieckswelle auf der Basis eines Befehlssignals einer Sendesteuereinheit 107, die später beschrieben wird, verändert wird.The signal generation unit 11 generates a modulation signal whose voltage is in the form of a triangular wave on the basis of a command signal of a transmission control unit 107 , which will be described later, is changed.

Der Oszillator 12 führt eine Frequenzmodulation eines Signals mit einem vorbestimmten Frequenzband (zum Beispiel 76,5 GHz) auf der Basis des von der Signalerzeugungseinheit 11 erzeugten Modulationssignals durch und gibt das frequenzmodulierte Signal an die Sendeantenne 13 aus.The oscillator 12 performs frequency modulation of a signal having a predetermined frequency band (for example, 76.5 GHz) on the basis of that from the signal generation unit 11 generated modulation signal and outputs the frequency-modulated signal to the transmitting antenna 13 out.

Die Sendeantenne 13 gibt die Sendewellen, die dem Sendesignal entsprechen, an die Außenseite des Fahrzeugs aus. Die Radareinrichtung 1 nach dieser Ausführungsform weist zwei Sendeantennen 13a und 13b als Sendeantenne auf. Die Sendeantennen 13a und 13b werden durch Schalten mittels einer Schalteinheit 131 in einer vorbestimmten Periode geschaltet, und die Sendewellen von der Sendeantenne 13, die mit dem Oszillator 12 verbunden ist, werden kontinuierlich an die Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben.The transmitting antenna 13 outputs the transmission waves corresponding to the transmission signal to the outside of the vehicle. The radar device 1 according to this embodiment has two transmitting antennas 13a and 13b as a transmitting antenna. The transmitting antennas 13a and 13b be by switching by means of a switching unit 131 switched in a predetermined period, and the transmission waves from the transmitting antenna 13 that with the oscillator 12 is continuously discharged to the outside of the vehicle.

Die Schalteinheit 131 ist ein Schalter, der die Verbindung zwischen dem Oszillator 12 und der Sendeantenne 13 schaltet und entsprechend dem Befehlssignal der Sendesteuereinheit 107 eine der Sendeantenne 13a und der Sendeantenne 13b mit dem Oszillator 12 verbindet. The switching unit 131 is a switch that connects the oscillator 12 and the transmitting antenna 13 switches and according to the command signal of the transmission control unit 107 one of the transmitting antenna 13a and the transmitting antenna 13b with the oscillator 12 combines.

Die Empfangsantenne 14 weist eine Vielzahl von Arrayantennen auf, die Reflexionswellen von dem Objekt empfangen, welche durch Reflexion der kontinuierlich von der Sendeantenne 13 gesendeten Sendewellen erhalten werden. Bei dieser Ausführungsform sind vier Empfangsantennen 14a (ch1), 14b (ch2), 14c (ch3) und 14d (ch4) als Empfangsantenne vorgesehen. Andererseits sind die Empfangsantennen 14a bis 14d sind in regelmäßigen Abständen angeordnet.The receiving antenna 14 has a plurality of array antennas that receive reflection waves from the object, which are reflected by the transmission antenna continuously 13 transmitted transmission waves are received. In this embodiment, four receiving antennas 14a (Ch1), 14b (CH2), 14c (ch3) and 14d (ch4) provided as a receiving antenna. On the other hand, the receiving antennas 14a to 14d are arranged at regular intervals.

Der Mischer 15 ist in jeder Empfangsantenne vorgesehen. Der Mischer 15 mischt das Empfangssignal mit dem Sendesignal, und ein Schwebungssignal, das die Differenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal darstellt, wird durch Mischen des Empfangssignals mit dem Sendesignal erzeugt, um an den A/D-Wandler 16 ausgegeben zu werden.The mixer 15 is provided in each receiving antenna. The mixer 15 Mixes the received signal with the transmission signal, and a beat signal representing the difference between the transmission signal and the reception signal is generated by mixing the reception signal with the transmission signal to the A / D converter 16 to be issued.

Der A/D-Wandler 16 leitet Abtastdaten durch Abtasten des Schwebungssignals, das ein Analogsignal ist, in der vorbestimmten Periode ab. Ferner quantifiziert der A/D-Wandler 16 die Abtastdaten, wandelt das Schwebungssignal, bei dem es sich um Analogdaten handelt, in Digitaldaten um und gibt die Digitaldaten an die Signalverarbeitungseinrichtung 10 aus. Andererseits ist auf die gleiche Weise wie der Mischer 15 der A/D-Wandler 16 für jede Empfangsantenne vorgesehen.The A / D converter 16 derives sampling data by sampling the beat signal which is an analog signal in the predetermined period. Further, the A / D converter quantifies 16 the sample data converts the beat signal, which is analog data, into digital data and outputs the digital data to the signal processor 10 out. On the other hand, in the same way as the mixer 15 the A / D converter 16 intended for each receiving antenna.

Die Signalverarbeitungseinrichtung 10 umfasst hauptsächlich Funktionen einer Datenaufteilungseinheit 101, einer Fourier-Transformations-Einheit 102, einer Spitzenextrahiereinheit 103, einer Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104, einer Winkelberechnungseinheit 105, einer Abstands-/Relativgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 106 und einer Sendesteuereinheit 107. Nachstehend werden die jeweiligen Funktionen beschrieben.The signal processing device 10 mainly comprises functions of a data distribution unit 101 , a Fourier transform unit 102 , a top extracting unit 103 , an average processing unit 104 , an angle calculation unit 105 a distance / relative speed calculation unit 106 and a broadcast control unit 107 , The respective functions are described below.

Die Datenaufteilungseinheit 101 teilt die von dem A/D-Wandler 16 ausgegebenen Digitaldaten in eine Vielzahl von Datengruppen auf. Zum Beispiel teilt dann, wenn 2500 Stück durch die A/D-Umwandlung des Schwebungssignals erfasste Digitaldaten vorhanden sind, die Datenaufteilungseinheit 101 die Digitaldaten in zwei Datengruppen auf, von denen jede 1250 Stück Digitaldaten aufweist. Andererseits wird die Datenaufteilung durch die Datenaufteilungseinheit 101 für jedes Empfangsdatum durchgeführt. Daher werden in dem Fall, in dem die 2500 Stück Digitaldaten durch die A/D-Umwandlung des Schwebungssignals der einen Empfangsantenne auf die zwei Datengruppen aufgeteilt werden, wie oben beschrieben ist, zum Beispiel 8 Datengruppen durch Summieren der Datengruppen von vier Empfangsantennen erfasst. Andererseits wird die genaue Verarbeitung durch die Datenaufteilungseinheit 101 später beschrieben.The data distribution unit 101 shares the from the A / D converter 16 output digital data into a plurality of data groups. For example, if there are 2500 pieces of digital data detected by the A / D conversion of the beat signal, then divides the data dividing unit 101 The digital data is divided into two groups of data, each containing 1250 pieces of digital data. On the other hand, the data division by the data partition unit 101 performed for each date of receipt. Therefore, in the case where the 2500 pieces of digital data are divided into the two data groups by the A / D conversion of the beat signal of the one receiving antenna as described above, for example, 8 data groups are detected by summing the data groups of four receiving antennas. On the other hand, the accurate processing by the data division unit 101 described later.

Die Fourier-Transformations-Einheit 102 führt eine schnelle Fourier-Transformation relativ zu den die jeweiligen aufgeteilten Datengruppen durch. Dadurch wird eine Vielzahl von Transformationsdaten, die Signalpegel relativ zu den die Frequenzen anzeigen, erfasst. Das heißt, dass im Falle von 8 Datengruppen 8 Stück Transformationsdaten erfasst werden.The Fourier transform unit 102 performs a fast Fourier transform relative to the respective divided data groups. Thereby, a plurality of transformation data indicating signal levels relative to the frequencies are detected. That is, in the case of 8 data groups 8th Piece of transformation data to be captured.

Die Spitzenextrahiereinheit 103 extrahiert ein Signal, dessen Signalpegel einen vorbestimmten Schwellwert (nachstehend als ”Spitzensignal” bezeichnet) übersteigt, aus den jeweiligen Transformationsdatensignalen.The tip extractor unit 103 Extracts a signal whose signal level exceeds a predetermined threshold (hereinafter referred to as "peak signal") from the respective transformation data signals.

Die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 teilt die Transformationsdaten in eine Vielzahl von Sätzen auf und nimmt Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze auf. Insbesondere teilt die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 Spitzensignale, die einem Transformationsdatum aus den Transformationsdaten entsprechen, in Sätze auf und nimmt die Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze auf. Hier sind die entsprechenden Spitzensignale Spitzensignale mit im Wesentlichen der gleichen Frequenz und dem gleichen Signalpegel wie die der Transformationsdaten. Das heißt, dass durch Empfangen der Reflexionswellen von demselben Detektionspunkt durch die Empfangsantennen 14 ein Spitzensignal mit im Wesentlichen der gleichen Frequenz und dem gleichen Signalpegel und einer unterschiedlichen Signalphase je nach Antennenbeabstandung für jedes Transformationsdatum vorhanden ist, und das Spitzensignal wird zu dem entsprechenden Spitzensignal.The mean value processing unit 104 divides the transformation data into a plurality of sentences and obtains correlation matrices for the respective sentences. In particular, the average processing unit divides 104 Peak signals corresponding to a transformation data from the transformation data are divided into sets, and the correlation matrices are recorded for the respective sentences. Here, the corresponding peak signals are peak signals having substantially the same frequency and signal level as the transformation data. That is, by receiving the reflection waves from the same detection point through the reception antennas 14 a peak signal having substantially the same frequency and the same signal level and a different signal phase depending on the antenna spacing is present for each transformation data, and the peak signal becomes the corresponding peak signal.

Nachdem die Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze aufgenommen worden sind, werden die Korrelationsmatrizen der jeweiligen Sätze zusammenaddiert, um einen Mittelwert abzuleiten. Andererseits wird der durch Addition der Korrelationsmatrizen der jeweiligen Sätze abgeleitete Mittelwert durch die folgende Gleichung ermittelt. In der Gleichung bezeichnet R n / xx eine Korrelationsmatrix des n. Satzes der Transformationsdaten, und zn bezeichnet einen Wichtungswert für jede Korrelationsmatrix.After the correlation matrices have been taken for the respective sets, the correlation matrices of the respective sets are added together to derive an average value. On the other hand, the average derived by adding the correlation matrices of the respective sets is obtained by the following equation. In the equation, R denotes n / xx a correlation matrix of the nth set of transform data, and zn denotes a weight value for each correlation matrix.

[Term 1]

Figure 00110001
[Term 1]
Figure 00110001

Die Winkelberechnungseinheit 105 berechnet einen Winkel eines zu dem Objekt gehörenden Detektionspunkts auf der Basis des von der Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 abgeleiteten Mittelwerts der Korrelationsmatrizen. Die Winkelberechnung wird unter Verwendung eines Algorithmus, wie z. B. eines ESPRIT, durchgeführt, und der Winkel des Detektionspunkts wird auf der Basis eines Eigenwerts und Eigenvektors des von der Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 abgeleiteten Mittelwerts der Korrelationsmatrizen berechnet. Dadurch kann der Winkel des Objekts, das dem Detektionspunkt entspricht, mit hoher Genauigkeit detektiert werden. The angle calculation unit 105 calculates an angle of a detection point associated with the object based on that from the mean value processing unit 104 derived mean of the correlation matrices. The angle calculation is performed using an algorithm such. An ESPRIT, and the angle of the detection point is determined on the basis of an eigenvalue and eigenvector of the average processing unit 104 derived mean of the correlation matrices. Thereby, the angle of the object corresponding to the detection point can be detected with high accuracy.

Die Abstands-/Relativgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 106 berechnet Informationen bezüglich des Abstands zwischen dem Detektionspunkt und dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, und der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Detektionspunkt und dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, auf der Basis der Spitzenfrequenz der Transformationsdaten. Hier wird der Abstand durch die folgende Gleichung (1) ermittelt, und die Relativgeschwindigkeit wird durch die folgende Gleichung (2) ermittelt. R bezeichnet den Abstand, fub bezeichnet die mittlere Frequenz der Spitzensignale der Transformationsdaten in einer Periode, in der die Frequenz steigt, fdn bezeichnet die mittlere Frequenz der Spitzensignale der Transformationsdaten in einer Periode, in der die Frequenz sinkt, ΔF ist eine Modulationsbreite (zum Beispiel 200 MHz) der Sendewellen, fm bezeichnet die modulierte Frequenz, fo bezeichnet die Mittenfrequenz (zum Beispiel 76,5 GHz) und c bezeichnet die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Sendewellen.The distance / relative speed calculation unit 106 calculates information regarding the distance between the detection point and the vehicle on which the radar device 1 is mounted, and the relative speed between the detection point and the vehicle to which the radar device 1 is mounted, based on the peak frequency of the transformation data. Here, the distance is determined by the following equation (1), and the relative speed is determined by the following equation (2). R denotes the distance, fub denotes the average frequency of the peak signals of the transformation data in a period in which the frequency increases, fdn denotes the average frequency of the peak signals of the transformation data in a period in which the frequency decreases, ΔF is a modulation width (for example 200 MHz) of the transmission waves, fm denotes the modulated frequency, f o denotes the center frequency (for example 76.5 GHz) and c denotes the propagation speed of the transmission waves.

[Term 2]

Figure 00120001
[Term 2]
Figure 00120001

Ferner wird die Relativgeschwindigkeit durch die folgende Gleichung abgeleitet, und V bezeichnet die Relativgeschwindigkeit.Further, the relative velocity is derived by the following equation, and V denotes the relative velocity.

[Term 3]

Figure 00120002
[Term 3]
Figure 00120002

Andererseits wird die genaue Verarbeitung durch die Abstands-/Relativgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 106 später beschrieben.On the other hand, the accurate processing by the distance / relative speed calculation unit 106 described later.

Die Sendesteuereinheit 107 gibt das Befehlssignal zum Erzeugen des Modulationssignals an die Signalerzeugungseinheit 11 aus. Das heißt, dass die Sendesteuereinheit 107 die Sendezeitsteuerung des Sendesignals TX, das in 2 gezeigt ist und später beschrieben wird, ausgibt. Ferner steuert die Sendesteuereinheit 107 das Schalten der Sendeantenne 13 durch die Schalteinheit 131. Das heißt, dass die Sendesteuereinheit 107 bestimmt, von welcher der Sendeantennen 13a und 13b das von dem Oszillator 12 ausgegebene Sendesignal zu der Außenseite des Fahrzeugs gesendet wird.The broadcast control unit 107 gives the command signal for generating the modulation signal to the signal generation unit 11 out. That is, the send control unit 107 the transmission timing of the transmission signal TX, which in 2 is shown and described later issues. Further, the transmission control unit controls 107 the switching of the transmitting antenna 13 through the switching unit 131 , That is, the send control unit 107 determines from which of the transmit antennas 13a and 13b that of the oscillator 12 emitted transmission signal is sent to the outside of the vehicle.

<2. FM-CW-Signal-Verarbeitung><2nd FM-CW signal processing>

Dann wird als ein Beispiel für eine Signalverarbeitung für eine Objektdetektion die Signalverarbeitung bei einem FM-CW-(Frequency Modulated Continuous Wade = frequenzmodulierte kontinuierliche Welle)Verfahren beschrieben. Obwohl das FM-CW-Verfahren als ein Beispiel bei dieser Ausführungsform beschrieben wird, ist das Verfahren zum Detektieren der Position eines Objekts durch eine Kombination aus einer Vielzahl von Perioden, wie z. B. einer Periode, in der die Frequenz steigt, und einer Periode, in der die Frequenz sinkt, nicht auf das FM-CW-Verfahren beschränkt.Then, as an example of a signal processing for an object detection, the signal processing in an FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wade) method will be described. Although the FM-CW method is described as an example in this embodiment, the method of detecting the position of an object by a combination of a plurality of periods, such as a period of time, is described. B. a period in which the frequency increases, and a period in which the frequency decreases, not limited to the FM-CW method.

2 zeigt eine grafische Darstellung von Signalen des FM-CW-Typs. Signalwellenformen des Sendesignals TX und des Empfangssignals RX vom FM-CW-Typ sind in der oberen Figur in 2 gezeigt. Schwebungsfrequenzen aufgrund der Differenz zwischen dem Sendesignal TX und dem Empfangssignal RX sind in einer Zwischen-Figur in 2 gezeigt. Ferner ist ein Schwebungssignal, das der Schwebungsfrequenz entspricht, in einer unteren Figur in 2 gezeigt. 2 shows a graphical representation of signals of the FM-CW type. Signal waveforms of the transmission signal TX and the reception signal RX of the FM-CW type are shown in the upper figure in FIG 2 shown. Beating frequencies due to the difference between the transmission signal TX and the reception signal RX are shown in an intermediate figure in FIG 2 shown. Further, a beat signal corresponding to the beat frequency is shown in a lower figure in FIG 2 shown.

In der oberen Figur in 2 stellt die vertikale Achse die Frequenz [GHz] dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit [ms] dar. Das Sendesignal TX in der Figur weist eine Mittenfrequenz fo (zum Beispiel 76,5 GHz) auf und wiederholt die konstante Veränderung in dem Bereich von 200 MHz, so dass das Sendesignal bis zu einer vorbestimmten Frequenz (zum Beispiel 76,6 GHz) steigt und dann auf eine vorbestimmte Frequenz (zum Beispiel 76,4 GHz) sinkt. Wie oben beschrieben ist, gibt es eine Periode, in der die Frequenz bis zu der vorbestimmten Frequenz (nachstehend als eine ”AUF”-Periode bezeichnet, und zum Beispiel entspricht die AUF-Periode Perioden U1, U2, U3 und U4, die in 2 gezeigt sind) steigt, und eine Periode, in der die Frequenz auf die vorbestimmte Frequenz (nachstehend als ”AB”-Periode bezeichnet, und zum Beispiel entspricht die AB-Periode Perioden D1, D2, D3 und D4) sinkt.In the upper figure in 2 the vertical axis represents the frequency [GHz], and the horizontal axis represents the time [ms]. The transmission signal TX in the figure has a center frequency f o (for example, 76.5 GHz) and repeats the constant change in the Range of 200 MHz, so that the transmission signal rises to a predetermined frequency (for example, 76.6 GHz) and then decreases to a predetermined frequency (for example, 76.4 GHz). As described above, there is a period in which the frequency up to the predetermined frequency (hereinafter referred to as an "ON" period), and for example, the UP period corresponds to periods U1, U2, U3 and U4, which in 2 are shown), and a period in which the frequency decreases to the predetermined frequency (hereinafter referred to as "AB" period and, for example, the AB period corresponds to periods D1, D2, D3 and D4) decreases.

Bei der Radareinrichtung 1 nach dieser Ausführungsform werden die von der Sendeantenne 13 ausgegebenen Sendewellen, die zwei Perioden des Sendesignals TX in einem Zustand entsprechen, in dem eine Kombination aus der Periode U1, die eine AUF-Periode ist, und der Periode D1, die eine AB-Periode ist, eine Periode des Sendesignals TX bildet, zu der Außenseite des Fahrzeugs gesendet.At the radar device 1 according to this embodiment, those of the transmitting antenna 13 output transmission waves corresponding to two periods of the transmission signal TX in a state in which a combination of the period U1, the one ON period, and the period D1, which is an AB period forming a period of the transmission signal TX, is sent to the outside of the vehicle.

Bei dem Ausgeben der Sendewellen, die dem Sendesignal TX entsprechen, ist eine Nichtsendeperiode zum Stoppen des Ausgebens der Sendewellen von der Sendeantenne 13 für einen vorbestimmten Zeitraum vorgesehen. Das heißt, dass durch kontinuierliches Ausgeben der Sendewellen, die einer Periode des Sendesignals TX entsprechen, zu der Außenseite des Fahrzeugs die Sendewellen, die zwei Perioden des Sendesignals TX entsprechen, zu der Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben werden. Nach Ablauf der Zeit, die der Nichtsendeperiode entspricht, werden die Sendewellen, die zwei Perioden des Sendesignals TX entsprechen, zu der Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben. Dadurch kann zum Beispiel im Vergleich zu dem Fall, in dem die Sendewellen, die vier Perioden des Sendesignals TX entsprechen, gesendet werden, die zum Ausgeben der Sendewellen von der Radareinrichtung 1 zu der Außenseite des Fahrzeugs benötigte Zeit reduziert werden, und somit kann der Einfluss auf andere Radareinrichtungen reduziert werden.In outputting the transmission waves corresponding to the transmission signal TX, there is a non-end period for stopping the transmission of the transmission waves from the transmission antenna 13 provided for a predetermined period. That is, by continuously outputting the transmission waves corresponding to one period of the transmission signal TX to the outside of the vehicle, the transmission waves corresponding to two periods of the transmission signal TX are output to the outside of the vehicle. After lapse of the time corresponding to the non-end period, the transmission waves corresponding to two periods of the transmission signal TX are output to the outside of the vehicle. Thereby, for example, as compared with the case where the transmission waves corresponding to four periods of the transmission signal TX are sent, those for outputting the transmission waves from the radar device 1 the time required for the outside of the vehicle can be reduced, and thus the influence on other radar devices can be reduced.

In dem Fall des Berechnens der Winkel der Detektionspunkte des Objekts unter Verwendung des Algorithmus, wie z. B. ESPRIT, kann jedoch im Vergleich zu dem Fall, in dem die Sendewellen vier Perioden des Sendesignals TX entsprechen, durch das Ausgeben der Sendewellen, die zwei Perioden der Sendesignale entsprechen, die Verringerungsrate der sich gegenseitig störenden Komponenten durch Ableiten des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen unter Anwendung der Raumglättungs-Vorverarbeitung reduziert werden.In the case of calculating the angles of the detection points of the object using the algorithm, such. ESPRIT, however, by outputting the transmission waves corresponding to two periods of the transmission signals, the reduction rate of the interfering components by deriving the mean value of the correlation matrices as compared with the case where the transmission waves correspond to four periods of the transmission signal TX Application of space smoothing preprocessing can be reduced.

Daher kann, wie nachstehend in <3. Detaillierte Verarbeitung durch eine Signalverarbeitungseinrichtung> beschrieben ist, die Anzahl von Transformationsdaten, bei denen die Raumglättungs-Vorverarbeitung angewendet wird, durch Aufteilen der von dem A/D-Wandler 16 transformierten Digitaldaten in die Datengruppen vergrößert werden, ohne dass die zum Ausgeben der Sendewellen (in einem Zustand, in dem die Perioden des Sendesignals TX auf zwei Perioden gehalten werden) benötigte Zeit verändert wird. Entsprechend wird in dem Fall des Ausgebens der Sendewellen, die zwei Perioden des Sendesignals TX entsprechen, der Verringerungseffekt der sich gegenseitig störenden Komponenten durch Ableiten des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen unter Anwendung der Raumglättungs-Vorverarbeitung ungefähr der gleiche wie in dem Fall, in dem die Sendewellen, die vier Perioden des Sendesignals TX entsprechen, ausgegeben werden.Therefore, as described in <3. Detailed processing by a signal processor> is described, the number of transformation data in which the space smoothing preprocessing is applied by dividing the from the A / D converter 16 transformed digital data into the data groups are increased without the time required to output the transmission waves (in a state in which the periods of the transmission signal TX are kept at two periods) is changed. Accordingly, in the case of outputting the transmission waves corresponding to two periods of the transmission signal TX, the reducing effect of the interfering components by deriving the mean value of the correlation matrices using the space smoothing preprocessing becomes approximately the same as in the case where the transmission waves, the four periods of the transmission signal TX correspond to be outputted.

Andererseits erfolgt das Ausgeben der Sendewellen zu der Außenseite des Fahrzeugs durch Schalten der Sendeantenne 13. Zum Beispiel schaltet dann, nachdem die Sendewellen, die der anfänglichen einen Periode der zwei Perioden des Sendesignals entsprechen, von der Sendeantenne 13a gesendet worden sind, die Schalteinheit 130 die mit dem Oszillator 12 verbundene Antenne von der Sendeantenne 13a zu der Sendeantenne 13b entsprechend dem Befehlssignal der Sendesteuereinheit 107, und die Sendewellen, die der verbleibenden einen Periode des Sendesignals entsprechen, werden von der Sendeantenne 13b gesendet.On the other hand, outputting of the transmission waves to the outside of the vehicle is done by switching the transmission antenna 13 , For example, after the transmission waves corresponding to the initial one period of the two periods of the transmission signal switch from the transmission antenna 13a have been sent, the switching unit 130 the one with the oscillator 12 connected antenna from the transmitting antenna 13a to the transmitting antenna 13b according to the command signal of the transmission control unit 107 , and the transmission waves corresponding to the remaining one period of the transmission signal are transmitted from the transmission antenna 13b Posted.

Ferner wird dann, wenn die Reflexionswellen, die durch Reflexion der von der Sendeantenne 13 gesendeten Sendewellen von dem Objekt erhalten werden, in der Empfangsantenne 14 empfangen werden, das durch die Empfangsantenne 14 empfangene Empfangssignal RX in den Mischer 15 eingegeben. Ferner umfasst auf die gleiche Weise wie das Sendesignal TX das Empfangssignal RX ebenfalls eine Periode, in der die Frequenz bis zu einer vorbestimmten Frequenz steigt, und eine Periode, in der die Frequenz auf eine vorbestimmte Frequenz sinkt.Further, when the reflection waves are due to reflection from that of the transmitting antenna 13 transmitted transmission waves are received from the object in the receiving antenna 14 be received by the receiving antenna 14 received received signal RX in the mixer 15 entered. Further, in the same manner as the transmission signal TX, the reception signal RX also includes a period in which the frequency rises to a predetermined frequency and a period in which the frequency decreases to a predetermined frequency.

Ferner tritt je nach Abstand zwischen dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, und dem zu dem Objekt gehörenden Detektionspunkt eine Zeitverzögerung in dem Empfangssignal im Vergleich zu dem Sendesignal auf. Ferner tritt dann, wenn eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, und dem Objekt vorhanden ist, eine Differenz in Höhe der Doppler-Verschiebung in dem Empfangssignal gegenüber dem Sendesignal auf.Further occurs depending on the distance between the vehicle to which the radar device 1 is mounted, and the detection point associated with the object has a time delay in the received signal compared to the transmission signal. Furthermore, when a speed difference occurs between the vehicle on which the radar device 1 is mounted, and the object is present, a difference in the amount of Doppler shift in the received signal relative to the transmission signal on.

In der Zwischen-Figur von 2 stellt die vertikale Achse die Frequenz [GHz] dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit [ms] dar. In der Figur sind Schwebungsfrequenzen dargestellt, die die Differenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal in der AUF-Periode und in der AB-Periode anzeigen. Zum Beispiel wird in der Periode U1 die Schwebungsfrequenz BF1 abgeleitet, und in der Periode D1 wird die Schwebungsfrequenz BF2 abgeleitet. Wie oben beschrieben ist, werden die Schwebungsfrequenzen in den jeweiligen Perioden abgeleitet.In the intermediate figure of 2 the vertical axis represents the frequency [GHz], and the horizontal axis represents the time [ms]. In the figure, beat frequencies representing the difference between the transmission signal and the reception signal in the ON period and the AB period are shown Show. For example, in the period U1, the beat frequency BF1 is derived, and in the period D1, the beat frequency BF2 is derived. As described above, the beat frequencies in the respective periods are derived.

In der unteren Figur von 2 stellt die vertikale Achse die Amplitude [V] dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit [ms] dar. In der Figur ist ein Schwebungssignal BS eines Analogsignals, das den Schwebungsfrequenzen entspricht, gezeigt, und das Schwebungssignal BS wird von dem A/D-Wandler 16 in Digitaldaten umgewandelt. Andererseits ist in 2 das Schwebungssignal BS gezeigt, das von einem Detektionspunkt empfangen wird. In dem Fall, in dem die Sendewellen, die dem Sendesignal TX entsprechen, von einer Vielzahl von Detektionspunkten reflektiert werden und eine Vielzahl von Reflexionswellen in der Empfangsantenne 14 empfangen wird, wird jedoch das Empfangssignal RX durch Synthese der Reflexionswellen erhalten, und das Schwebungssignal BS, das die Differenz zwischen dem Sendesignal TX und dem Empfangssignal RX anzeigt, wird durch Synthese der Reflexionswellen erhalten.In the lower figure of 2 In the figure, a beat signal BS of an analog signal corresponding to the beat frequencies is shown, and the beat signal BS is shown by the A / D converter 16 converted into digital data. On the other hand, in 2 the beat signal BS received from a detection point. In the case where the transmission waves corresponding to the transmission signal TX are reflected by a plurality of detection points and a plurality of Reflection waves in the receiving antenna 14 is received, however, the reception signal RX is obtained by synthesizing the reflection waves, and the beat signal BS indicating the difference between the transmission signal TX and the reception signal RX is obtained by synthesizing the reflection waves.

<3. Detaillierte Verarbeitung durch eine Signalverarbeitungseinrichtung><3rd Detailed processing by a signal processing device>

3 zeigt eine schematische Darstellung, die die Winkelberechnung in einer Signalverarbeitungseinrichtung 10 genauer zeigt. In 3 ist eine Kombination aus einer AUF-Periode und einer AB-Periode des Sendesignals TX für zwei Perioden gezeigt, und die Sendewellen, die den zwei Perioden des Sendesignals TX entsprechen, werden von der Sendeantenne 13 gesendet. Ferner ist das Empfangssignal gezeigt, das als die durch Reflexion der Sendewellen von dem Objekt erhaltenen Reflexionswellen empfangen wird. Ferner wandelt der A/D-Wandler 16 das Schwebungssignal, das die Differenz zwischen dem Sendesignal TX und dem Empfangssignal RX ist, in Digitaldaten um. 3 shows a schematic representation of the angle calculation in a signal processing device 10 shows in more detail. In 3 For example, a combination of an ON period and an AB period of the transmission signal TX is shown for two periods, and the transmission waves corresponding to the two periods of the transmission signal TX are transmitted from the transmission antenna 13 Posted. Further, the reception signal which is received as the reflection waves obtained by reflection of the transmission waves from the object is shown. Further, the A / D converter 16 converts the beat signal, which is the difference between the transmission signal TX and the reception signal RX, into digital data.

Insbesondere gibt es gemäß 3 2500 Stück Digitaldaten AD1u, die durch Umwandeln des Schwebungssignals durch den A/D-Wandler 16 in einem Zeitraum (Zeitraum t0 bis t1) erhalten werden, der der AUF-Periode (Periode U1) der ersten Periode des Sendesignals TX entspricht. Ferner gibt es 2500 Stück Digitaldaten AD1d in einem Zeitraum (Zeitraum t1 bis t2), der der AB-Periode (Periode D1) der ersten Periode entspricht. Ferner gibt es 2500 Stück Digitaldaten AD2u in einem Zeitraum (Zeitraum t2 bis t3), der der AUF-Periode (Periode U2) der zweiten Periode entspricht, und es gibt 2500 Stück Digitaldaten AD2d in einem Zeitraum (Zeitraum t3 bis t4), der der AB-Periode (Periode D2) der zweiten Periode entspricht. Die Erfassung solcher Daten wird durch Bestimmen einer vorbestimmten Abtastperiode in einem Zeitraum realisiert, der der AUF-Periode (AB-Periode) entspricht.In particular, there are according to 3 2500 pieces of digital AD1u data by converting the beat signal through the A / D converter 16 in a period (time period t0 to t1) corresponding to the ON period (period U1) of the first period of the transmission signal TX. Further, there are 2500 pieces of digital data AD1d in a period (period t1 to t2) corresponding to the AB period (period D1) of the first period. Further, there are 2500 pieces of digital data AD2u in a period (period t2 to t3) corresponding to the ON period (period U2) of the second period, and there are 2500 pieces of digital data AD2d in a period (period t3 to t4) that is the AB period (period D2) of the second period corresponds. The detection of such data is realized by determining a predetermined sampling period in a period corresponding to the ON period (AB period).

Dann teilt die Datenaufteilungseinheit 101 die Digitaldaten, die in der AUF-Periode und in der AB-Periode einer A/D-Umwandlung unterzogen worden sind, in eine Vielzahl von Datengruppen auf. Das heißt, dass die Datenaufteilungseinheit 101 die Digitaldaten (Digitaldaten AD1u, AD1d, AD2u, AD2d), die jeweils in vier Perioden (Perioden U1, D1, U2 und D2) einer A/D-Umwandlung unterzogen worden sind, in eine Vielzahl von Datengruppen aufteilt. Insbesondere teilt die Datenaufteilungseinheit 101 2500 Stück Digitaldaten AD1u in der Periode U1, die dem Zeitraum t0 bis t1 entspricht, in Datengruppen AD11u auf, die einem Zeitraum t0 bis t11 entsprechen, welcher eine Hälfte des Zeitraums t0 bis t1 ist. Das heißt, dass die Datenaufteilungseinheit 101 2500 Stück Digitaldaten in Digitaldaten aufteilt, die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Daten (zum Beispiel bei dieser Ausführungsform 1250 Stück Daten, was einer Hälfte der 2500 Stück Daten entspricht) aufweisen.Then share the data splitting unit 101 the digital data subjected to A / D conversion in the ON period and in the AB period is divided into a plurality of data groups. That is, the data division unit 101 the digital data (digital data AD1u, AD1d, AD2u, AD2d) each subjected to A / D conversion in four periods (periods U1, D1, U2 and D2) is divided into a plurality of data groups. In particular, the data division unit shares 101 2500 pieces of digital data AD1u in the period U1 corresponding to the period t0 to t1 in data groups AD11u corresponding to a period t0 to t11 which is one half of the period t0 to t1. That is, the data division unit 101 2500 pieces of digital data into digital data each having a predetermined number of data (for example, in this embodiment, 1250 pieces of data corresponding to one half of the 2500 pieces of data).

Als Ergebnis dieser Aufteilung werden eine Datengruppe AD11u mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum t0 bis t11 entspricht, und eine Datengruppe AD12u mit 1250 Stück Daten, die einem Zeitraum t11 bis t1 entspricht, abgeleitet. Entsprechend können die Datengruppen, von denen jede die gleiche Anzahl von Digitaldaten aufweist, erhalten werden, und somit können die jeweiligen Winkel der Objekte, die den Detektionspunkten entsprechen, mit hoher Genauigkeit detektiert werden.As a result of this division, a data group AD11u having 1250 pieces of data corresponding to the period t0 to t11 and a data group AD12u having 1250 pieces of data corresponding to a period t11 to t1 are derived. Accordingly, the data groups each having the same number of digital data can be obtained, and thus the respective angles of the objects corresponding to the detection points can be detected with high accuracy.

Auf die gleiche Weise teilt die Datenaufteilungseinheit 101 2500 Stück Digitaldaten AD1d in der Periode D1, die dem Zeitraum t1 bis t2 entspricht, in eine Datengruppe AD11d mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum t1 bis t12 entspricht, und eine Datengruppe AD12d mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum T12 bis t2 entspricht, auf.The data sharing unit shares in the same way 101 2500 pieces of digital data AD1d in the period D1 corresponding to the period t1 to t2 into a data group AD11d having 1250 pieces of data corresponding to the period t1 to t12, and a data group AD12d having 1250 pieces of data corresponding to the period T12 to t2 , on.

Ferner teilt die Datenaufteilungseinheit 101 2500 Stück Digitaldaten AD2u in der Periode U2, die dem Zeitraum t2 bis t3 entspricht, in eine Datengruppe AD21u mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum t2 bis t13 entspricht, und eine Datengruppe AD22u mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum t13 bis t3 entspricht, auf.Further, the data division unit shares 101 2500 pieces of digital data AD2u in the period U2 corresponding to the period t2 to t3 into a data group AD21u having 1250 pieces of data corresponding to the period t2 to t13 and a data group AD22u having 1250 pieces of data corresponding to the period t13 to t3 , on.

Ferner teilt die Datenaufteilungseinheit 101 2500 Stück Digitaldaten AD2d in der Periode U2, die dem Zeitraum t3 bis t4 entspricht, in eine Datengruppe AD21d mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum t3 bis t14 entspricht, und eine Datengruppe AD22d mit 1250 Stück Daten, die dem Zeitraum T14 bis t4 entspricht, auf. Wie oben beschrieben ist, können durch Aufteilen der Digitaldaten in eine Vielzahl von Datengruppen für eine vorbestimmte Anzahl von Daten die Datengruppen erfasst werden, ohne dass die Anzahl von Empfangsantennen erhöht wird. Ferner können die jeweiligen Winkel der Objekte, die den Detektionspunkten entsprechen, mit hoher Genauigkeit abgeleitet werden.Further, the data division unit shares 101 2500 pieces of digital data AD2d in the period U2 corresponding to the period t3 to t4 into a data group AD21d having 1250 pieces of data corresponding to the period t3 to t14 and a data group AD22d having 1250 pieces of data corresponding to the period T14 to t4 , on. As described above, by dividing the digital data into a plurality of data groups for a predetermined number of data, the data groups can be detected without increasing the number of receiving antennas. Further, the respective angles of the objects corresponding to the detection points can be derived with high accuracy.

Dann führt relativ zu den 8 Datengruppen (Datengruppen AD11u, AD12u, AD11d, AD12d, AD21u, AD22u, AD21d, und AD22d), die durch Aufteilen der Digitaldaten erhalten werden, die Fourier-Transformations-Einheit 102 eine schnelle Fourier-Transformation durch, um 8 Transformationsdaten zu erfassen, die den 8 Datengruppen entsprechen.Then, relative to the 8 data groups (data groups AD11u, AD12u, AD11d, AD12d, AD21u, AD22u, AD21d, and AD22d) obtained by dividing the digital data, the Fourier transform unit 102 a fast Fourier transform to capture 8 transformation data corresponding to the 8 data groups.

Andererseits wird die Anzahl von Datengruppen zu der Anzahl, die im Verhältnis zu der Anzahl von Empfangsantennen steht. Das heißt, dass die zuvor beschriebenen 8 Datengruppen der Anzahl von Datengruppen entsprechen, die durch eine A/D-Umwandlung des Schwebungssignals, das den zwei Perioden des Sendesignals der Empfangsantenne 14a (ch1) entspricht, unter Verwendung des A/D-Wandlers 16a und Aufteilung der A/D-umgewandelten Digitaldaten in die Datengruppen erhalten werden.On the other hand, the number of data groups becomes the number that is in proportion to the number of receiving antennas. That is, the above-described 8 data groups correspond to the number of data groups obtained by A / D conversion of the beat signal corresponding to the two Periods of the transmission signal of the receiving antenna 14a (ch1) using the A / D converter 16a and dividing the A / D converted digital data into the data groups.

Die Radareinrichtung 1 nach dieser Ausführungsform ist mit vier Empfangsantennen 14a (ch1), 14b (ch2), 14c (ch3) und 14d (ch4) als Empfangsantenne versehen. Das heißt, da 8 Datengruppen relativ zu einer Empfangsantenne erfasst werden können und vier Empfangsantennen in der Radareinrichtung 1 vorgesehen sind, wird die Summe der Datengruppen, die erfasst werden können, 32. Folglich werden die Transformationsdaten, die die Fourier-Transformations-Einheit 102 erhält, 32 Stück Transformationsdaten (Transformationsdaten ch1 bis ch4, wie in 3 gezeigt ist), die 32 Datengruppen entsprechen.The radar device 1 according to this embodiment is with four receiving antennas 14a (Ch1), 14b (CH2), 14c (ch3) and 14d (ch4) provided as a receiving antenna. That is, 8 data groups can be detected relative to a receiving antenna and 4 receiving antennas in the radar device 1 are provided, the sum of the data groups that can be detected, 32. Consequently, the transformation data, the Fourier transform unit 102 receives, 32 pieces of transformation data (transformation data ch1 to ch4, as in 3 shown) corresponding to 32 data groups.

Dann extrahiert die Spitzenextrahiereinheit 103 Spitzensignale (zum Beispiel Spitzensignale Pu1 bis Pu16 von Transformationsdaten FT1u bis FT16u, wie in 4 gezeigt ist) mit einer Frequenz, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Frequenz fu1, zu denen ein Spitzensignal (zum Beispiel ein Spitzensignal Pu1) gehört, aus den Transformationsdaten (16 Stück Transformationsdaten), die in der AUF-Periode (Perioden U1 und U2) von 32 Stück Transformationsdaten enthalten sind.Then extract the peak extracting unit 103 Peak signals (for example, peak signals Pu1 to Pu16 of transformation data FT1u to FT16u as in FIG 4 shown) having a frequency substantially the same as the frequency fu1 to which a peak signal (for example, a peak signal Pu1) belongs, from the transformation data (FIG. 16 Piece of transformation data) contained in the UP period (periods U1 and U2) of 32 pieces of transformation data.

Hier sind, da die Reflexionswellen von einem bestimmten Detektionspunkt zu ungefähr dem gleichen Zeitpunkt in den Empfangsantennen empfangen werden, Frequenzinformationen der Detektionspunkte, die in den Empfangssignalen RX der entsprechenden Empfangsantennen enthalten sind, einander ungefähr gleich (die Phaseninformationen unterscheiden sich jedoch voneinander). Das heißt, dass die Spitzensignale, an deren Frequenzspektrum die schnelle Fourier-Transformation durchgeführt worden ist, an Positionen mit im Wesentlichen der gleichen Frequenz relativ zu den die jeweiligen Empfangssignale RX erscheinen. Entsprechend extrahiert die Spitzenextrahiereinheit 103 die Spitzensignale Pu1 bis Pu16 mit der Frequenz fu1 als Informationen auf der Basis der Reflexionswellen von demselben Detektionspunkt. Andererseits extrahiert die Spitzenextrahiereinheit 103 ferner auf die gleiche Weise die Spitzensignale bei einer anderen Frequenz (Frequenz fu2).Here, since the reflection waves are received from a certain detection point at approximately the same time in the reception antennas, frequency information of the detection points included in the reception signals RX of the respective reception antennas are approximately equal to each other (however, the phase information is different from each other). That is, the peak signals on whose frequency spectrum the fast Fourier transform has been performed appear at positions of substantially the same frequency relative to the respective received signals RX. Accordingly, the peak extracting unit extracts 103 the peak signals Pu1 to Pu16 having the frequency fu1 as information based on the reflection waves from the same detection point. On the other hand, the peak extracting unit extracts 103 in the same way, the peak signals at a different frequency (frequency fu2).

Dann berechnet die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 14 Sätze von Korrelationsmatrizen (zum Beispiel Korrelationsmatrizen R1xx bis R14xx, wie in 4 gezeigt ist), wobei jeder Satz Spitzensignale von drei Stück benachbarter Transformationsdaten aufweist, wenn 16 Stück Transformationsdaten angeordnet sind, und ein Mittelwert der 14 Sätze der berechneten Korrelationsmatrizen wird unter Anwendung der Raumglättungs-Vorverarbeitung abgeleitet.Then the average processing unit calculates 104 14 sets of correlation matrices (for example, correlation matrices R 1 xx to R 14 xx, as in FIG 4 15), each set having peak signals of three pieces of adjacent transform data when 16 pieces of transform data are arranged, and an average of the 14 sets of the calculated correlation matrices are derived using the space smoothing preprocessing.

Ferner extrahiert die Spitzenextrahiereinheit 103 Spitzensignale (zum Beispiel Spitzensignale Pd1 bis Pd16 von Transformationsdaten FT1d bis FT16d, wie in 5 gezeigt ist) mit einer Frequenz, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Frequenz fd1, zu denen ein Spitzensignal (zum Beispiel ein Spitzensignal Pd1) gehört, aus den Transformationsdaten (16 Stück Transformationsdaten), die in der AB-Periode (Perioden D1 und D2) von 32 Stück Transformationsdaten enthalten sind. Andererseits extrahiert die Spitzenextrahiereinheit 103 ferner auf die gleiche Weise die Spitzensignale bei einer anderen Frequenz (Frequenz fd2).Further, the peak extracting unit extracts 103 Peak signals (for example, peak signals Pd1 to Pd16 of transformation data FT1d to FT16d, as shown in FIG 5 15) having a frequency substantially the same as the frequency fd1 to which a peak signal (for example, a peak signal Pd1) belongs, from the transformation data (FIG. 16 Piece of transformation data) included in the AB period (periods D1 and D2) of 32 pieces of transformation data. On the other hand, the peak extracting unit extracts 103 in the same way, the peak signals at another frequency (frequency fd2).

Dann berechnet die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 14 Sätze von Korrelationsmatrizen (zum Beispiel Korrelationsmatrizen R21xx bis R34xx, wie in 5 gezeigt ist), wobei jeder Satz Spitzensignale von drei Stück benachbarter Transformationsdaten aufweist, wenn 16 Stück Transformationsdaten angeordnet sind, und ein Mittelwert der 14 Sätze der berechneten Korrelationsmatrizen wird unter Anwendung der Raumglättungs-Vorverarbeitung abgeleitet.Then the average processing unit calculates 104 14 sets of correlation matrices (for example, correlation matrices R 21 xx to R 34 xx, as in FIG 5 15), each set having peak signals of three pieces of adjacent transform data when 16 pieces of transform data are arranged, and an average of the 14 sets of the calculated correlation matrices are derived using the space smoothing preprocessing.

4 zeigt eine grafische Darstellung, die die Transformationsdaten, welche Perioden U1 und U2 entsprechen, die einer AUF-Periode entsprechen, genauer zeigt. Die Transformationsdaten FT1u bis FT16u, die in 4 gezeigt sind, sind Transformationsdaten, die in der AUF-Periode der 32 Stück Transformationsdaten enthalten sind. Die vertikale Achse jedes Transformationsdatums stellt den Signalpegel [dBv] dar, und die horizontale Achse stellt die Frequenz [kHz] dar. Eine Vielzahl von Spitzensignalen ist in jedem Transformationsdatum vorhanden. Die Spitzenextrahiereinheit 103 extrahiert die Spitzensignale Pu1 bis Pu16, die einen vorbestimmten Schwellwert übersteigen und im Wesentlichen die gleiche Frequenz haben. Andererseits sind diese Spitzensignale (Spitzensignale Pu1 bis Pu16) entsprechende Spitzensignale auf der Basis desselben Detektionspunkts. 4 Fig. 12 is a graph showing in more detail the transformation data corresponding to periods U1 and U2 corresponding to an ON period. The transformation data FT1u to FT16u, which in 4 are transformation data included in the ON period of the 32 pieces of transformation data. The vertical axis of each transformation data represents the signal level [dBv], and the horizontal axis represents the frequency [kHz]. A plurality of peak signals exist in each transformation data. The tip extractor unit 103 extracts the peak signals Pu1 to Pu16 that exceed a predetermined threshold and have substantially the same frequency. On the other hand, these peak signals (peak signals Pu1 to Pu16) are corresponding peak signals based on the same detection point.

Dann werden die entsprechenden Spitzensignale für jedes Transformationsdatum in eine Vielzahl von Sätzen aufgeteilt, und die Korrelationsmatrizen für jeden Satz werden aufgenommen. Das heißt, dass die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 die Korrelationsmatrix R1xx der Spitzensignale Pu1, Pu2 und Pu3 ableitet, die entsprechende Spitzensignale für drei Transformationsdaten FT1u, FT2u und FT3u sind, welche einen Satz bilden.Then, the respective peak signals are divided into a plurality of sentences for each transformation date, and the correlation matrices for each sentence are recorded. That is, the mean value processing unit 104 derives the correlation matrix R 1 xx of the peak signals Pu1, Pu2 and Pu3, which are respective peak signals for three transformation data FT1u, FT2u and FT3u constituting a sentence.

Dann leitet durch Verschieben eines Transformationsdatums die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 die Korrelationsmatrix R2xx ab, in der die entsprechenden Spitzensignale für drei Transformationsdaten FT2u, FT3u und FT4u einen Satz bilden. Wie oben beschrieben ist, erzeugt die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 14 Sätze von Korrelationsmatrizen (Korrelationsmatrizen R1xx bis R14xx), von denen jede den Spitzensignalen für die drei Transformationsdaten entspricht, und berechnet den Mittelwert der 14 Sätzen von Korrelationsmatrizen.Then, by shifting a transformation date, the average processing unit passes 104 the correlation matrix R 2 xx, in which the corresponding peak signals for three transformation data FT2u, FT3u and FT4u form a sentence. As described above, the average processing unit generates 104 14 sets of Correlation matrices (correlation matrices R 1 xx to R 14 xx), each of which corresponds to the peak signals for the three transformation data, and calculates the mean of the 14 sets of correlation matrices.

5 zeigt eine grafische Darstellung, die die Transformationsdaten, welche Perioden D1 und D2 entsprechen, die einer AB-Periode entsprechen, genauer zeigt. Die Transformationsdaten FT1d bis FT16d, die in 5 gezeigt sind, sind Transformationsdaten, die in der AB-Periode der 32 Stück Transformationsdaten enthalten sind. Die vertikale Achse jedes Transformationsdatums stellt den Signalpegel [dBv] dar, und die horizontale Achse stellt die Frequenz [kHz] dar. Eine Vielzahl von Spitzensignalen ist in jedem Transformationsdatum vorhanden. Die Spitzenextrahiereinheit 103 extrahiert die Spitzensignale Pd1 bis Pd16, die einen vorbestimmten Schwellwert übersteigen und im Wesentlichen die gleiche Frequenz haben. 5 Fig. 12 is a graph showing in more detail the transformation data corresponding to periods D1 and D2 corresponding to an AB period. The transformation data FT1d to FT16d, which in 5 are transformation data included in the AB period of the 32 pieces of transformation data. The vertical axis of each transformation data represents the signal level [dBv], and the horizontal axis represents the frequency [kHz]. A plurality of peak signals exist in each transformation data. The tip extractor unit 103 extracts the peak signals Pd1 to Pd16 that exceed a predetermined threshold and have substantially the same frequency.

Dann werden die Transformationsdaten in eine Vielzahl von Sätzen aufgeteilt, und die Korrelationsmatrizen für jeden Satz werden aufgenommen. Das heißt, dass die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 die Korrelationsmatrix R21xx ableitet, in der die Spitzensignale für die drei Transformationsdaten FT1d, FT2d und FT3d einen Satz bilden. Dann leitet durch Verschieben eines Transformationsdatums die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 die Korrelationsmatrix R22xx ab, in der die entsprechenden Spitzensignale für drei Transformationsdaten FT2u, FT3u und FT4u einen Satz bilden. Wie oben beschrieben ist; erzeugt die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 14 Sätze von Korrelationsmatrizen (Korrelationsmatrizen R21xx bis R34xx), von denen jede den Spitzensignalen für die drei Transformationsdaten entspricht, und berechnet den Mittelwert der 14 Sätze von Korrelationsmatrizen. Auf der Basis des Eigenwerts und Eigenvektors des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen, der wie oben beschrieben erhalten wird, leitet die Winkelberechnungseinheit 105 den Winkel des Detektionspunkts ab, wie nachstehend in <4. Winkelspektrum> genauer beschrieben wird. Dadurch wird selbst in dem Fall, in dem die Sendezeit der Sendewellen reduziert ist, die Verringerung der Anzahl von Transformationsdaten verhindert, und somit können die jeweiligen Winkel der Objekte, die den Detektionspunkten entsprechen, mit hoher Genauigkeit detektiert werden. Andererseits wird ein im Wesentlichen gleicher Prozess auch für andere in den jeweiligen Transformationsdaten vorhandene Frequenzspitzen durchgeführt.Then, the transformation data is divided into a plurality of sentences, and the correlation matrices for each sentence are recorded. That is, the mean value processing unit 104 derives the correlation matrix R 21 xx in which the peak signals for the three transformation data FT1d, FT2d and FT3d form a set. Then, by shifting a transformation date, the average processing unit passes 104 the correlation matrix R 22 xx, in which the corresponding peak signals for three transformation data FT2u, FT3u and FT4u form a set. As described above; generates the mean value processing unit 104 14 sets of correlation matrices (correlation matrices R 21 xx to R 34 xx), each corresponding to the peak signals for the three transformation data, and calculates the average of the 14 sets of correlation matrices. On the basis of the eigenvalue and eigenvector of the mean of the correlation matrices obtained as described above, the angle calculation unit passes 105 the angle of the detection point, as in <4. Angle spectrum> is described in more detail. Thereby, even in the case where the transmission time of the transmission waves is reduced, the reduction in the number of transformation data is prevented, and thus the respective angles of the objects corresponding to the detection points can be detected with high accuracy. On the other hand, a substantially similar process is also performed for other frequency peaks present in the respective transformation data.

<4. Winkelspektrum><4th Angular spectrum>

6 zeigt eine grafische Darstellung, die ein Winkelspektrum an Detektionspunkten eines Objekts zeigt. Ein Spektrum US zeigt die Winkel der Detektionspunkte in einer AUF-Periode an, und eine Winkelspitze Phu1 und eine Winkelspitze Phu2, die Signale sind, welche einen Schwellwert sh übersteigen, zeigen die Winkel von Detektionspunkten an, die von dem Eigenwert und Eigenvektor eines Mittelwerts von 14 Sätzen von Korrelationsmatrizen abgeleitet sind, welche auf der Basis von Spitzensignalen Pu1 bis Pu16 mit einer Spitzenfrequenz fu1 erzeugt werden, wie in 4 gezeigt ist. Das heißt, dass gezeigt ist, dass Winkelinformationen von zwei Detektionspunkten von Informationen der Spitzensignale mit der Spitzenfrequenz fu1 getrennt sind. 6 shows a graphical representation showing an angle spectrum at detection points of an object. A spectrum US indicates the angles of the detection points in an ON period, and an angle peak Phu1 and an angle peak Phu2, which are signals exceeding a threshold sh, indicate the angles of detection points that are independent of the eigenvalue and eigenvector of an average value of 14 are derived sets of correlation matrices which are generated on the basis of peak signals Pu1 to Pu16 having a peak frequency fu1, as in FIG 4 is shown. That is, it is shown that angle information is separated from two detection points of information of the peak signals with the peak frequency fu1.

Hier kann ein Spitzensignal in den Transformationsdaten auf Reflexionswellen von einer Vielzahl von Detektionspunkten basieren, außer wenn es auf Reflexionswellen von einen Detektionspunkt basiert. Das heißt, dass in dem Fall, in dem sich die Werte von jeweiligen Winkeln der Detektionspunkte für ein Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung montiert ist, voneinander unterscheiden und die Werte der Abstände der Detektionspunkte für das Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung montiert ist, einander gleich sind, Informationen bezüglich der Detektionspunkte in einem Spitzensignal enthalten sein können.Here, a peak signal in the transformation data may be based on reflection waves from a plurality of detection points except when it is based on reflection waves from a detection point. That is, in the case where the values of respective angles of the detection points for a vehicle on which the radar device is mounted differ from each other, and the distances of the detection points for the vehicle on which the radar device is mounted are different from each other are the same, information regarding the detection points may be included in a peak signal.

Daher wird, wie in dem Spektrum US von 6 gezeigt ist, in dem Fall, in dem zwei Winkelspitzen Phu1 und Phu2 vorhanden sind, gezeigt, dass die Informationen von zwei Detektionspunkten, die den Winkelspitzen Phu1 und Phu2 entsprechen, in den Spitzensignalen (Spitzensignale Pu1 bis Pu16) der Transformationsdaten von 4 enthalten sind.Therefore, as in the spectrum US of 6 is shown, in the case where there are two angle peaks Phu1 and Phu2, the information of two detection points corresponding to the angle peaks Phu1 and Phu2 is shown in the peak signals (peak signals Pu1 to Pu16) of the transformation data of FIG 4 are included.

Ferner zeigt ein Spektrum DS die Winkel von Detektionspunkten in einer AB-Periode an, und eine Winkelspitze Phd1 und eine Winkelspitze Phd2, die Signale sind, welche den Schwellwert sh übersteigen, zeigen die Winkel von Detektionspunkten an, die von dem Eigenwert und Eigenvektor eines Mittelwerts von 14 Sätzen von Korrelationsmatrizen abgeleitet sind, welche auf der Basis von Spitzensignalen Pd1 bis Pd16 mit einer Spitzenfrequenz fd1 erzeugt werden, wie in 5 gezeigt ist.Further, a spectrum DS indicates the angles of detection points in an AB period, and an angle peak Phd1 and an angle peak Phd2, which are signals exceeding the threshold value sh, indicate the angles of detection points, that of the eigenvalue and eigenvector of a mean value are derived from 14 sets of correlation matrices which are generated on the basis of peak signals Pd1 to Pd16 having a peak frequency fd1, as in FIG 5 is shown.

Wie in dem Spektrum DS von 6 gezeigt ist, wird in dem Fall, in dem zwei Winkelspitzen Phd1 und Phd2 vorhanden sind, gezeigt, dass die Informationen von zwei Detektionspunkten, die den Winkelspitzen Phd1 und Phd2 entsprechen, in den Spitzensignalen (Spitzensignale Pd1 bis Pd16) der Transformationsdaten von 5 enthalten sind.As in the DS range of 6 is shown, in the case where there are two angle peaks Phd1 and Phd2, the information of two detection points corresponding to the angle peaks Phd1 and Phd2 is shown in the peak signals (peak signals Pd1 to Pd16) of the transformation data of 5 are included.

Dann werden das Winkelspektrum US in der AUF-Periode und das Winkelspektrum DS in der AB-Periode auf der Basis des Signalpegels und des Winkels gepaart. In 6 sind, da die Winkelspitzen Phu1 und Phd1 im Wesentlichen den gleichen Signalpegel und Winkel aufweisen, die Winkelspitzen Phu1 und Phd1 gepaart. Ferner werden, da die Winkelspitzen Phu2 und Phd2 im Wesentlichen den gleichen Signalpegel und Winkel aufweisen, die Winkelspitzen Phu2 und Phd2 gepaart. Entsprechend wird ein Mittelwert der zwei Winkelspitzen mittels der folgenden Gleichung (4) abgeleitet, und die Winkelberechnungseinheit 105 berechnet die jeweiligen Winkel der zwei Detektionspunkte. Dadurch ist es möglich, die jeweiligen Winkel der Detektionspunkte (zum Beispiel des einen Detektionspunkts und des anderen Detektionspunkts), die im Wesentlichen im gleichen Abstand zu dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, vorhanden sind, genau zu erfassen. Andererseits bezeichnet in der Gleichung θm einen Winkel eines Detektionspunkts, und θup bezeichnet einen Winkel, der einer Winkelspitze phu1 (phu2) entspricht. Ferner bezeichnet θdn einen Winkel, der einer Winkelspitze phd1 (phd2) entspricht.Then, the angle spectrum US in the ON period and the angle spectrum DS in the AB period are paired based on the signal level and the angle. In 6 are because the angle peaks Phu1 and Phd1 substantially the have the same signal level and angle, the angle peaks Phu1 and Phd1 paired. Further, since the angle peaks Phu2 and Phd2 have substantially the same signal level and angle, the angle peaks Phu2 and Phd2 are paired. Accordingly, an average of the two angle peaks is derived by the following equation (4), and the angle calculation unit 105 calculates the respective angles of the two detection points. This makes it possible to determine the respective angles of the detection points (for example of the one detection point and of the other detection point) which are substantially equidistant from the vehicle on which the radar device 1 is mounted, are present, accurately detect. On the other hand, in the equation, θm denotes an angle of a detection point, and θup denotes an angle corresponding to an angle peak phu1 (phu2). Further, θdn denotes an angle corresponding to an angle peak phd1 (phd2).

[Term 4]

Figure 00250001
[Term 4]
Figure 00250001

Ferner wird in dem Winkelspektrum US (DS), das in 6 gezeigt ist, eine Vielzahl von Winkelspitzen abgeleitet. In dem Fall, in dem Informationen bezüglich der Detektionspunkte in einem Spitzensignal der Transformationsdaten enthalten sind, wenn die Anzahl von Datengruppen der Digitaldaten klein ist, wird die Anzahl von Korrelationsmatrizen klein, und die Verringerungsrate der sich gegenseitig störenden Komponenten wird durch die Raumglättungs-Vorverarbeitung unter Verwendung der Korrelationsmatrizen verringert. Folglich werden die Winkelspitzen mit einer Winkelspitze synthetisiert, und die Winkel der Detektionspunkte können inkorrekt berechnet werden.Furthermore, in the angle spectrum US (DS), which is described in US Pat 6 shown is derived a variety of angle peaks. In the case where information regarding the detection points is included in a peak signal of the transformation data when the number of data groups of the digital data is small, the number of correlation matrices becomes small, and the reduction rate of the interfering components is undermined by the space smoothing preprocessing Use of correlation matrices reduced. Consequently, the angle tips are synthesized with an angle peak, and the angles of the detection points can be calculated incorrectly.

Da die Datenaufteilungseinheit 101 die Digitaldaten aufteilt, um die Anzahl von Datengruppen zu erhöhen, wird die Anzahl von Korrelationsmatrizen erhöht, und die Verringerungsrate der sich gegenseitig störenden Komponenten wird durch die Raumglättungs-Vorverarbeitung unter Verwendung der Korrelationsmatrizen verbessert. Ferner werden, da die Winkelberechnungseinheit 105 die Winkel der Detektionspunkte anhand des Eigenwerts und des Eigenvektors ableitet, die unter Verwendung des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen abgeleitet werden, welche von der Raumglättungs-Vorverarbeitung abgeleiteten abgeleitet werden, die Winkelspitzen entsprechend der Anzahl von in einer Spitze der Transformationsdaten enthaltenen Detektionspunkten abgeleitet. Dadurch können die Winkel der Detektionspunkte genau berechnet werden.Because the data distribution unit 101 the digital data is divided to increase the number of data groups, the number of correlation matrices is increased, and the reduction rate of the interfering components is improved by the space smoothing preprocessing using the correlation matrices. Further, since the angle calculation unit 105 derives the angles of the detection points from the eigenvalue and the eigenvector derived using the mean of the correlation matrices derived from the space smoothing preprocessing, the angle peaks derived according to the number of detection points contained in a peak of the transformation data. This allows the angles of the detection points to be calculated exactly.

Nach dem Berechnen der Winkel der Detektionspunkte berechnet die Abstands-/Relativgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 106 den Abstand und die Relativgeschwindigkeit relativ zu den Detektionspunkten. In 6 ist die Frequenz der Winkelspitze Phu1 in der AUF-Periode des einen Detektionspunkts die Frequenz fu1, die in 4 gezeigt ist. Ferner ist die Frequenz der Winkelspitze Phd1 in der AB-Periode die Frequenz fd1, die in 5 gezeigt ist. Unter Verwendung der Werte der Frequenzen fu1 und fd1 werden der Abstand und die Relativgeschwindigkeit des einen Detektionspunkts mittels der Gleichungen (2) und (3) berechnet.After calculating the angles of the detection points, the distance / relative speed calculation unit calculates 106 the distance and the relative speed relative to the detection points. In 6 For example, the frequency of the angle peak Phu1 in the ON period of the one detection point is the frequency fu1 that is in 4 is shown. Further, the frequency of the angle peak Phd1 in the AB period is the frequency fd1 which is in 5 is shown. Using the values of the frequencies fu1 and fd1, the distance and the relative velocity of the one detection point are calculated by the equations (2) and (3).

Ferner ist in 6 auf die gleiche Weise wie bei dem einem Detektionspunkt die Frequenz der Winkelspitze Phu2 in der AUF-Periode des anderen Detektionspunkts die Frequenz fu1, und die Frequenz der Winkelspitze Phd2 in der AB-Periode ist die Frequenz fd1. Unter Verwendung der Werte der Frequenzen fu1 und fd1 werden der Abstand und die Relativgeschwindigkeit des anderen Detektionspunkts mittels der Gleichungen (2) und (3) berechnet. Dadurch können die Position und die Relativgeschwindigkeit des Objekts mit hoher Genauigkeit abgeleitet werden.Furthermore, in 6 in the same manner as in the one detection point, the frequency of the angle peak Phu2 in the ON period of the other detection point is the frequency fu1, and the frequency of the angle peak Phd2 in the AB period is the frequency fd1. Using the values of frequencies fu1 and fd1, the distance and the relative speed of the other detection point are calculated by the equations (2) and (3). Thereby, the position and the relative speed of the object can be derived with high accuracy.

<5. Verarbeitungsablaufdiagramm>Was <5. Processing flow chart>

7 und 8 zeigen Ablaufdiagramme, die die von der Radareinrichtung 1 durchgeführten Prozesse zeigen. In Schritt S101 gibt die Sendeantenne 13 die Sendewellen, die dem von dem Oszillator 12 ausgegebenen Sendesignal entsprechen, an die Außenseite des Fahrzeugs aus, und die Verarbeitung geht zu Schritt S102 weiter. 7 and 8th show flowcharts that the radar device 1 show completed processes. In step S101, the transmission antenna is 13 the transmission waves, that of the oscillator 12 output to the outside of the vehicle, and the processing proceeds to step S102.

Andererseits werden in dem Fall, in dem eine AUF-Periode und eine AB-Periode eine Periode in dem Sendesignal TX bilden, die Sendewellen von der Sendeantenne 13, die der ersten Periode entsprechen, von der einen Sendeantenne 13a zu der Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben, und die Sendewellen, die der zweiten Periode entsprechen, werden von der anderen Sendeantenne 13b zu der Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben. Andererseits ist nach Ablauf von zwei Perioden eine Nichtsendeperiode, in der die Sendewellen über einen vorbestimmten Zeitraum nicht zu der Außenseite des Fahrzeugs gesendet werden, vorgesehen. Nach Ablauf des Zeitraums, der der Nichtsendeperiode entspricht, werden die Sendewellen, die zwei Perioden des Sendesignals TX entsprechen, wieder zu der Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben.On the other hand, in the case where an ON period and an AB period constitute one period in the transmission signal TX, the transmission waves from the transmission antenna become 13 that correspond to the first period, from the one transmitting antenna 13a output to the outside of the vehicle, and the transmission waves corresponding to the second period are transmitted from the other transmission antenna 13b issued to the outside of the vehicle. On the other hand, after elapse of two periods, a non-end period in which the transmission waves are not sent to the outside of the vehicle for a predetermined period of time is provided. After the lapse of the period corresponding to the non-end period, the transmission waves corresponding to two periods of the transmission signal TX are output to the outside of the vehicle again.

In Schritt S102 empfängt die Empfangsantenne 14 die Reflexionswellen, die durch Reflexion der Sendewellen von dem Objekt erhalten werden, und die Verarbeitung geht zu Schritt S103 weiter.In step S102, the receiving antenna receives 14 the reflection waves obtained by reflection of the transmission waves from the object, and the processing proceeds to step S103.

In Schritt S103 mischt der Mischer 15 das Empfangssignal RX, das den von der Empfangsantenne 14 empfangenen Reflexionswellen entspricht, mit dem Sendesignal TX, erzeugt ein Schwebungssignal BS, das eine Differenz zwischen dem Sendesignal TX und dem Empfangssignal RX ist, und die Verarbeitung geht zu Schritt S104 weiter.In step S103, the mixer mixes 15 the received signal RX, that of the receiving antenna 14 received reflection waves corresponds to the transmission signal TX, generates a beat signal BS, which is a difference between the Transmit signal TX and the received signal RX, and the processing proceeds to step S104.

In Schritt S104 führt der A/D-Wandler 16 eine A/D-Umwandlung zum Umwandeln des Schwebungssignals BS, das ein Analogsignal ist, in Digitaldaten durch, und die Verarbeitung geht zu Schritt S105 weiter.In step S104, the A / D converter performs 16 an A / D conversion for converting the beat signal BS which is an analog signal into digital data, and the processing proceeds to step S105.

In Schritt S105 teilt die Datenaufteilungseinheit 101 die von dem A/D-Wandler 16 ausgegebenen Digitaldaten in die Datengruppen auf, und die Verarbeitung geht zu Schritt S106 weiter.In step S105, the data division unit divides 101 those from the A / D converter 16 output digital data into the data groups, and the processing proceeds to step S106.

In Schritt S106 führt die Fourier-Transformations-Einheit 102 eine schnelle Fourier-Transformation relativ zu den die aufgeteilten Datengruppen durch, um Transformationsdaten zu erzeugen, und die Verarbeitung geht zu Schritt S107 weiter.In step S106, the Fourier transform unit performs 102 a fast Fourier transform relative to the divided data groups to generate transformation data, and the processing proceeds to step S107.

In Schritt S107, der in 8 gezeigt ist, extrahiert die Spitzenextrahiereinheit 103 die Spitzensignale, die den vorbestimmten Schwellwert übersteigen, aus den Signalen der FFT-transformierten Daten, und die Verarbeitung geht zu Schritt S108 weiter.In step S107, which is in 8th is shown extracts the peak extracting unit 103 the peak signals exceeding the predetermined threshold value are extracted from the signals of the FFT-transformed data, and the processing proceeds to step S108.

In Schritt S108 werden in der AUF-Periode und der AB-Periode die Spitzensignale, die den Transformationsdaten entsprechen, in die Sätze aufgeteilt, und die Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 nimmt die Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze auf und leitet den Mittelwert der Korrelationsmatrizen durch Addition der Korrelationsmatrizen der jeweiligen Sätze ab, und die Verarbeitung geht zu Schritt S109 weiter.In step S108, in the ON period and the AB period, the peak signals corresponding to the transformation data are divided into the sets, and the average processing unit 104 picks up the correlation matrices for the respective sets and derives the mean value of the correlation matrices by adding the correlation matrices of the respective sets, and the processing proceeds to step S109.

In Schritt S109 werden die Winkel der zu dem Objekt gehörenden Detektionspunkte auf der Basis des Eigenwerts und des Eigenvektors des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen, der von der Mittelwert-Verarbeitungseinheit 104 abgeleitet worden ist, berechnet, und die Verarbeitung geht zu Schritt S110 weiter.In step S109, the angles of the detection points associated with the object are determined on the basis of the eigenvalue and the eigenvector of the mean value of the correlation matrices obtained from the mean value processing unit 104 is derived, and the processing proceeds to step S110.

In Schritt S110 berechnet relativ zu den Detektionspunkten, deren Winkel in Schritt S109 separiert worden sind, die Abstands-/Relativgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 106 den Abstand zwischen dem Detektionspunkt und dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, und die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Detektionspunkt und dem Fahrzeug, an dem die Radareinrichtung 1 montiert ist, auf der Basis der Spitzenfrequenzen der Transformationsdaten, und die Verarbeitung geht zu Schritt S111 weiter.In step S110, relative to the detection points whose angles have been separated in step S109, the distance / relative speed calculation unit calculates 106 the distance between the detection point and the vehicle to which the radar device 1 is mounted, and the relative speed between the detection point and the vehicle to which the radar device 1 is mounted on the basis of the peak frequencies of the transformation data, and the processing proceeds to step S111.

In Schritt S111 werden Informationen (der Abstand, die Relativgeschwindigkeit und der Winkel) bezüglich der zu dem Objekt gehörenden Detektionspunkte zu der Fahrzeugsteuereinrichtung 2 ausgegeben, die ein Steuersignal zu jeweiligen Teilen des Fahrzeugs ausgibt. Dadurch kann eine Fahrzeugsteuerung entsprechend der Position des Objekts, das dem Detektionspunkt entspricht, durchgeführt werden.In step S111, information (the distance, the relative speed and the angle) with respect to the detection points associated with the object becomes the vehicle control device 2 outputting a control signal to respective parts of the vehicle. Thereby, a vehicle control according to the position of the object corresponding to the detection point can be performed.

<Modifizierte Beispiele><Modified examples>

Es sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden.The embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.

Nachstehend werden solche modifizierten Beispiele beschrieben. Andererseits können sämtliche Formen, einschließlich Formen, die bei den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben worden sind, und Formen, die nachstehend beschrieben werden, auf geeignete Weise kombiniert werden.Hereinafter, such modified examples will be described. On the other hand, all shapes including shapes described in the above-described embodiments and shapes to be described below may be suitably combined.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Radareinrichtung 1 bei verschiedenen Anwendungen (zum Beispiel mindestens einer von Überwachung von fliegenden Flugzeugen und Überwachung von fahrenden Schiffen) zusätzlich zu denen, bei denen sie an einem Fahrzeug montiert ist, verwendet werden.In the embodiments described above, the radar device 1 in various applications (for example, at least one of flying aircraft monitoring and traveling ship monitoring) in addition to those in which it is mounted on a vehicle.

Ferner sind bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zwei Sendeantennen und vier Empfangsantennen vorgesehen. Die Anzahl von Sende- oder Empfangsantennen kann jedoch anders eingestellt sein, und es können zum Beispiel eine Sendeantenne und fünf Empfangsantennen vorgesehen sein.Further, in the above-described embodiments, two transmitting antennas and four receiving antennas are provided. However, the number of transmitting or receiving antennas may be set differently and, for example, one transmitting antenna and five receiving antennas may be provided.

Ferner ist bei den oben beschriebene Ausführungsformen die Radareinrichtung 1 mit eigenständigen Empfangsantennen 14 und Sendeantennen 13 versehen. Die Empfangsantennen können auch als Sendeantennen dienen. In diesem Fall können die jeweiligen Empfangsantennen unmittelbar nach dem Senden der Sendewellen in einen Empfangszustand geschaltet werden, so dass die Antennen die durch Reflexion der Sendewellen von dem Objekt erhaltenen Reflexionswellen empfangen.Further, in the above-described embodiments, the radar device 1 with independent receiving antennas 14 and transmitting antennas 13 Mistake. The receiving antennas can also serve as transmitting antennas. In this case, the respective receiving antennas may be switched to a receiving state immediately after transmission of the transmission waves, so that the antennas receive the reflection waves obtained by reflection of the transmission waves from the object.

Ferner kann bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Radareinrichtung 1 mit zweckbestimmten Verarbeitungsschaltungen (dem Mischer 15 und dem A/D-Wandler 16) für jede Empfangsantenne 14 versehen sein oder kann mit einer Schaltung versehen sein, die Empfangssignale ganzheitlich über sämtliche Empfangsantennen verarbeitet. Obwohl es in diesem Fall erforderlich ist, dass eine Zeitmultiplex-Verarbeitungsschaltung ein sequentielles Schalten der entsprechenden Empfangsantenne 14, einschließlich der Empfangsantennen 14a bis 14d, steuert, ist es ist möglich, die Schaltungskonfiguration der Radareinrichtung 1 zu kompaktieren.Further, in the embodiments described above, the radar device 1 with dedicated processing circuits (the mixer 15 and the A / D converter 16 ) for each receiving antenna 14 be provided or may be provided with a circuit that processes received signals holistically across all receiving antennas. Although, in this case, it is required that a time-division multiplexing processing circuit sequentially switch the corresponding receiving antenna 14 , including the receiving antennas 14a to 14d , controls, it is possible, the circuit configuration of the radar device 1 to compact.

Ferner teilt bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Datenaufteilungseinheit 101 die Digitaldaten in Datengruppen für eine vorbestimmte Anzahl von Digitaldaten auf. Ferner kann die Anzahl von Digitaldaten als Anzahl von unterschiedlichen Daten aufgeteilt werden. Insbesondere kann die Datenaufteilungseinheit 101 2500 Stück Digitaldaten in eine Gruppe mit 1500 Stück Daten und eine Gruppe mit 1000 Stück Daten aufteilen. Ferner kann die Datenaufteilungseinheit 101 die Digitaldaten in drei oder mehr Datengruppen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Daten aufteilen, zum Beispiel in eine Datengruppe mit 1200 Stück Daten, eine Datengruppe mit 800 Stück Daten und eine Datengruppe mit 500 Stück Daten.Further, in the above-described embodiments, the data division unit shares 101 the digital data in data groups for a predetermined number of digital data. Further, the number of digital data may be divided as a number of different data. In particular, the data division unit 101 Split 2500 pieces of digital data into a group of 1500 pieces of data and a group of 1000 pieces of data. Furthermore, the data division unit 101 Split the digital data into three or more data groups with a different number of data, for example, a data group with 1200 pieces of data, a data group with 800 pieces of data, and a data group with 500 pieces of data.

Ferner werden bei den oben beschriebenen Ausführungsformen durch Durchführen einer Aufteilung der Digitaldaten und Verringern der sich gegenseitig störenden Komponenten durch Erhöhen der Anzahl von bei der Raumglättungs-Vorverarbeitung verwendeten Korrelationsmatrizen jeweilige Winkel der Detektionspunkte mit dem gleichen Abstand und unterschiedliche Winkeln mit hoher Genauigkeit berechnet. Ferner kann in dem Fall, in dem die Detektionspunkte mit dem gleichen Abstand und unterschiedlichen Winkeln nicht vorhanden sind, das heißt, in dem Fall, in dem ein Detektionspunkt in dem Spitzensignal enthalten ist, der Winkel des einen Detektionspunkts mit hoher Genauigkeit berechnet werden.Further, in the above-described embodiments, by performing division of the digital data and reducing the interfering components by increasing the number of correlation matrices used in the space smoothing preprocessing, respective angles of the detection points are calculated with the same distance and different angles with high accuracy. Further, in the case where the detection points having the same pitch and different angles are not present, that is, in the case where a detection point is included in the peak signal, the angle of the one detection point can be calculated with high accuracy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (5)

Signalverarbeitungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Winkel eines Detektionspunkts, der einem Objekt entspricht, auf der Basis von Empfangssignalen einer Vielzahl von Arrayantennen zu berechnen, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung aufweist: eine Erzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Schwebungssignal anhand einer Differenz zwischen einem Sendesignal mit einer Frequenz, die in einer vorbestimmten Periode verändert wird, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen von Reflexionswellen von Sendewellen erhalten wird, auf der Basis des Sendesignals an dem Detektionspunkt zu erzeugen; eine Ableitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, Digitaldaten durch eine A/D-Umwandlung des Schwebungssignals abzuleiten; eine Aufteilungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Digitaldaten in eine Vielzahl von Datengruppen aufzuteilen; eine Erfassungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine schnelle Fourier-Transformation an den Datengruppen durchzuführen, um eine Vielzahl von Transformationsdaten zu erfassen, die der Anzahl der Datengruppen entsprechen; eine erste Berechnungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Transformationsdaten in eine Vielzahl von Sätzen aufzuteilen, Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze aufzunehmen und einen Mittelwert der Korrelationsmatrizen zu berechnen; und eine zweite Berechnungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Winkel des Detektionspunkts auf der Basis des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen zu berechnen.A signal processing device configured to calculate an angle of a detection point corresponding to an object based on received signals of a plurality of array antennas, the signal processing device comprising: a generation unit configured to generate a beat signal based on a difference between a transmission signal having a frequency changed in a predetermined period and a reception signal obtained by receiving reflection waves of transmission waves, based on the transmission signal at the detection point to create; a deriving unit configured to derive digital data by A / D conversion of the beat signal; a partitioning unit configured to divide the digital data into a plurality of data groups; a detection unit configured to perform a fast Fourier transform on the data groups to detect a plurality of transformation data corresponding to the number of data groups; a first calculation unit configured to divide the transformation data into a plurality of sets, to acquire correlation matrices for the respective sets, and to calculate an average of the correlation matrices; and a second calculating unit configured to calculate the angle of the detection point on the basis of the mean value of the correlation matrices. Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Aufteilungseinheit die Digitaldaten in die Datengruppen für eine vorbestimmte Anzahl von Daten aufteilt.A signal processing apparatus according to claim 1, wherein the partitioning unit divides the digital data into the data groups for a predetermined number of dates. Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Aufteilungseinheit die Digitaldaten in einer ersten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals steigt, und in einer zweiten Periode, in der die Frequenz des Sendesignals sinkt, aufteilt.A signal processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein said dividing unit divides the digital data in a first period in which the frequency of the transmission signal increases and in a second period in which the frequency of the transmission signal decreases. Radareinrichtung, die aufweist: die Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3; eine Sendeeinheit, die dazu ausgebildet ist, die Sendewellen zu senden; eine Empfangseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Reflexionswellen zu empfangen; und eine Ausgabeeinheit, die dazu ausgebildet ist, Informationen bezüglich des von der Signalverarbeitungseinrichtung detektierten Detektionspunkts zu einer Fahrzeugsteuereinrichtung, die jeweilige Teile eines Fahrzeugs steuert, auszugeben.Radar device comprising: the signal processing device according to one of claims 1 to 3; a transmitting unit configured to transmit the transmission waves; a receiving unit configured to receive the reflection waves; and an output unit configured to output information regarding the detection point detected by the signal processing device to a vehicle control device that controls respective parts of a vehicle. Signalverarbeitungsverfahren zum Berechnen eines Winkels eines Detektionspunkts, der einem Objekt entspricht, auf der Basis von Empfangssignalen einer Vielzahl von Arrayantennen, wobei das Signalverarbeitungsverfahren umfasst: Erzeugen eines Schwebungssignals anhand einer Differenz zwischen einem Sendesignal mit einer Frequenz, die in einer vorbestimmten Periode verändert wird, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen von Reflexionswellen von Sendewellen empfangen wird, auf der Basis des Sendesignals an dem Detektionspunkt; Ableiten von Digitaldaten durch eine A/D-Umwandlung des Schwebungssignals; Aufteilen der Digitaldaten in eine Vielzahl von Datengruppen; Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation an den Datengruppen, um eine Vielzahl von Transformationsdaten zu erfassen, die der Anzahl der Datengruppen entsprechen; Aufteilen der Transformationsdaten in eine Vielzahl von Sätzen, Aufnehmen von Korrelationsmatrizen für die jeweiligen Sätze und Berechnen eines Mittelwerts der Korrelationsmatrizen; und Berechnen des Winkels des Detektionspunkts auf der Basis des Mittelwerts der Korrelationsmatrizen.A signal processing method for calculating an angle of a detection point corresponding to an object on the basis of reception signals of a plurality of array antennas, the signal processing method comprising: Generating a beat signal based on a difference between a transmission signal having a frequency changed in a predetermined period and a reception signal received by receiving reflection waves from transmission waves, based on the transmission signal at the detection point; Deriving digital data by A / D conversion of the beat signal; Dividing the digital data into a plurality of data groups; Performing a fast Fourier transform on the data groups to acquire a plurality of transformation data corresponding to the number of data groups; Dividing the transformation data into a plurality of sets, taking correlation matrices for the respective sets, and calculating an average of the correlation matrices; and Calculating the angle of the detection point based on the mean value of the correlation matrices.
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